DE19500660B4 - Device and method for manipulating microscopic particles and their use - Google Patents

Device and method for manipulating microscopic particles and their use Download PDF

Info

Publication number
DE19500660B4
DE19500660B4 DE19500660A DE19500660A DE19500660B4 DE 19500660 B4 DE19500660 B4 DE 19500660B4 DE 19500660 A DE19500660 A DE 19500660A DE 19500660 A DE19500660 A DE 19500660A DE 19500660 B4 DE19500660 B4 DE 19500660B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
antenna
electrode
particles
electrodes
microelectrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE19500660A
Other languages
German (de)
Other versions
DE19500660A1 (en
Inventor
Günter Prof. Dr. Fuhr
Andreas Dr. Voigt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV filed Critical Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority to DE19500660A priority Critical patent/DE19500660B4/en
Publication of DE19500660A1 publication Critical patent/DE19500660A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE19500660B4 publication Critical patent/DE19500660B4/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N13/00—Treatment of microorganisms or enzymes with electrical or wave energy, e.g. magnetism, sonic waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C5/00—Separating dispersed particles from liquids by electrostatic effect
    • B03C5/02—Separators
    • B03C5/022—Non-uniform field separators
    • B03C5/028—Non-uniform field separators using travelling electric fields, i.e. travelling wave dielectrophoresis [TWD]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M33/00—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
    • C12M47/02—Separating microorganisms from the culture medium; Concentration of biomass

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

Vorrichtung zur Manipulation mikroskopisch kleiner Partikel durch hochfrequente Wechselfelder, die eine Mikroelektrodenanordnung aufweist, die eine oder mehrere Elektroden eines Ultramikroelektrodensystems mit typischen Elektrodenenden im Mikrometer- und/oder Submikrometerbereich umfasst, welche die Spitze einer massefreien Antenne für hochfrequente Wechselspannungs-Signale bilden, die mit einem Höchfrequenzsignal von einem Generator beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroelektrodenanordnung mit nur einer einpoligen Leitung als elektrischer Zufühurung mit dem Generator elektrisch verbunden ist.contraption for the manipulation of microscopic particles by high-frequency Alternating field having a microelectrode arrangement, the one or several electrodes of an ultramicroelectrode system with typical Includes micron and / or submicron electrode ends, which is the tip of a mass-free antenna for high-frequency AC signals form with a maximum frequency signal is acted upon by a generator, characterized in that the microelectrode arrangement with only a single-pole line as electrical supply is electrically connected to the generator.

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Manipulation, Bewegung, Sammlung, Separation, Abstoßung, Formung und Aggregatbildung mikroskopisch kleiner Partikel in einer Ultramikroelektrodenanordnung durch HF-Wechselfelder.The The present invention relates to an apparatus and a method for manipulation, movement, collection, separation, repulsion, shaping and Aggregate formation of microscopic particles in an ultramicroelectrode array by HF alternating fields.

Dem Stand der Technik entsprechen Anordnungen, die hochfrequente elektrische Signale an mindestens 2 Elektroden benutzen, um Mikropartikel und Zellen in flüssigen Medien zu sammeln, zu separieren oder zu Aggregaten zusammenzufügen (POHL, Dielectrophoresis; Cambridge University Press, 1978). Die Kräfte, die diese Teilchenbewegungen bewirken, entstehen aus der Wechselwirkung der Oberflächenpolarisationsladungen mit dem zwischen den Elektroden erzeugten Feld. Entsprechend der Polarität unterscheidet man anziehende (positive Dielektrophorese) und abstoßende (negative Dielektrophorese) Kräfte (POHL, ebenda). In der Regel werden 2 oder mehr Elektroden mit einem Generatorausgang verbunden, so daß zumindest auch 2 Zuleitungen und bei Multielektrodenanordnungen elektrische Zwischenverknüpfungen erforderlich sind. Die elektrisch induzierten Kräfte sind um so wirksamer, je stärkere Inhomogenitäten der elektrischen Felder in den Mikropartikelsuspensionen erzeugt werden können. Das kann besonders gut erreicht werden, wenn ultraminiaturisierte Elektroden, insbesondere solche, die mit den Methoden der Halbleiterstrukturierungstechnologien hergestellt werden, benutzt werden (SCHNELLE, TH. et al., Biochim. Biophys. Acta 1157 (1993) 127–140, FUHR, G. et al., Sensors & Actuators A, 41–42 (1994) 230–239). Für viele Aufgaben, z.B. Implantation oder in schwierigen Umgebungslösungen (Sensoren der Umwelttechnik) werden die Vorteile der Miniaturisierung durch die kaum zu miniaturisierenden elektrischen Zuleitungskabel wieder aufgehoben.the State of the art arrangements correspond to the high-frequency electrical Use signals on at least 2 electrodes to make microparticles and Cells in liquid Collecting, separating or assembling media (POHL, dielectrophoresis; Cambridge University Press, 1978). The forces that These particle movements cause, arise from the interaction of Surface polarization charges with the field generated between the electrodes. According to the polarity A distinction is made between attractive (positive dielectrophoresis) and repulsive (negative Dielectrophoresis) forces (POHL, ibid.). In general, 2 or more electrodes with a Generator output connected, so that at least 2 leads and in multi-electrode arrays, electrical interconnections required are. The electrically induced forces are all the more effective, the stronger the inhomogeneities of the electric fields are generated in the microparticle suspensions can. This can be achieved especially well when ultraminiaturized Electrodes, in particular those using the methods of semiconductor patterning technologies (SCHNELLE, TH. et al., Biochim. Biophys. Acta 1157 (1993) 127-140, Fuhr, G. et al., Sensors & Actuators A, 41-42 (1994) 230-239). For many Tasks, e.g. Implantation or in difficult environmental solutions (sensors Environmental Technology) will realize the benefits of miniaturization the hardly be miniaturized electrical supply cable repealed.

Einen Ausweg bieten Sender- und Empfängersysteme, wie sie von KÜPPERS & ZIMMERMANN, FEBS 1009, 323–329 (1983) bzw. KÜPPERS, DIETRICH und ZIMMERMANN, Z. Naturforsch. 39c, 973–980 (1984) beschrieben wurden. Hier wird der Generator an eine Antenne ausgekoppelt und die eigentliche Elektrodenanordnung wird an eine Empfangsantenne angeschlossen. Die Autoren haben mit dieser Anordnung versucht zu beweisen, daß Zellen im Urozean durch in Erzblöcken aufgenommene elektrische Wellen nach Blitzeinschlag fusionieren können. Der Nachteil der Elektrodenverknüpfung und des mehrpoligen Anschlusses der Mikroelektrodenanordnung an die Empfangsantenne bleibt auch bei dieser Anordnung erhalten. Hinzu kommt, daß eine Anpassung der Antennen an die Frequenzen der elektromagnetischen Wellen zusätzlichen Aufwand und feste Elektrodengeometrien erfordern. Frequenzen im kHz- und niederen MHz-Bereich lassen sich aufgrund ihrer Wellenlänge (einige 100 m bis zu einigen 10 m) nur sehr uneffektiv übertragen.a Way out offer transmitter and receiver systems, as described by KÜPPERS & ZIMMERMANN, FEBS 1009, 323-329 (1983) or KÜPPERS, DIETRICH and ZIMMERMANN, Z. Naturforsch. 39c, 973-980 (1984) have been described. Here the generator is decoupled to an antenna and the actual electrode assembly is connected to a receiving antenna connected. The authors have tried with this arrangement too prove that cells in the Urozean through in Erzblöcken fuse absorbed electric waves after lightning strike can. The disadvantage of the electrode connection and the multi-pole terminal of the microelectrode assembly the receiving antenna is retained even with this arrangement. Come in addition, that one Adaptation of the antennas to the frequencies of the electromagnetic Waves extra Require effort and solid electrode geometries. Frequencies in the kHz and low MHz range can be due to their wavelength (some 100 m up to some 10 m) transmitted very inefficient.

Durch die immer kleiner werdenden Chips, die zunehmend für Zellmanipulationszwecke, aber auch zum Freihalten von kleinen Oberflächen von Sensoren eingesetzt werden, besteht ein wachsender Bedarf, die Frage der elektrischen Zuführungskabel zu vereinfachen.By the ever shrinking chips, increasingly used for cell manipulation purposes, but also used for keeping small surfaces of sensors There is a growing need, the question of electric feeder cable to simplify.

Die DE 44 34 883 A1 offenbart elektrische Feldkäfige mit mehreren Elektroden, die angesteuert werden, um Wechselfelder oder rotierende Felder zu erzeugen, mit denen Mikropartikel, geformt und manipuliert werden können.The DE 44 34 883 A1 discloses electric field cages having a plurality of electrodes that are driven to generate alternating fields or rotating fields with which microparticles can be shaped and manipulated.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, die starke Kräfte in Ultramikroelektrodenanordnungen erzeugen, dies allerdings mit nur einer elektrischen Zuführung und ohne Sender-Empfänger-Anpassung. Die Anordnung soll geeignet sein, die üblicherweise verwendeten Multielektrodenanordnungen zu betreiben und auf diesem Weg über dielektrophoretische Kräfte Mikropartikel zu separieren, zu bewegen oder zu task It is the object of the present invention to provide a method and an apparatus to develop the strong forces in ultramicroelectrode arrays, but with only one electrical feeder and without transmitter-receiver adaptation. The order should be suitable, the commonly used To operate multi-electrode arrangements and in this way via dielectrophoretic forces microparticles to separate, to move or to

Aggregaten zu formieren. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß der unabhängigen Ansprüche gelöst. Dabei wird die Ultramikroelektrodenanordnung als Spitze einer Sendeantenne benutzt, so daß das System ohne kabelförmigen Erdanschluß mit Frequenzen im kHz- und MHz-Bereich betrieben werden kann.aggregates to form. This object is achieved by a method and a device solved according to the independent claims. there the ultramicroelectrode arrangement becomes the tip of a transmitting antenna used, so that the System without cable-shaped Ground connection with Frequencies in the kHz and MHz range can be operated.

Die Vorrichtung und das Verfahren umfassen die Bewegung mikroskopischer Teilchen, ihre Separation, Formung zu Aggregaten, Freihaltung von elektrodennahen Bereichen und das Trapping von Mikropartikeln. Unter Mikropartikeln werden auch Moleküle, Zellen und Viren verstanden.The The device and method include microscopic movement Particles, their separation, forming into aggregates, freeing of electrodes close to the electrode Areas and the trapping of microparticles. Under microparticles also become molecules, Understood cells and viruses.

Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus dem Anschluß nur einer Elektrode aus einem Multielektrodenarray oder dem Zusammenschluß mehrerer Elektroden an nur eine Zuleitung. Die extreme Miniaturisierung der Elektroden (Mikrometer- oder sogar Submikrometerabmessungen in mindestens 2 Dimensionen) führt zu einer starken Bündelung der Feldlinien an den Elektrodenenden, die die Antennenspitze bilden. Neu ist, daß kein Erdanschluß oder eine Rückführung zur Antenne oder dem Generator notwendig ist. Da die anderen, nicht angeschlossenen Elektroden je nach Anordnung eine virtuelle Masse bilden, die auf einem vom Generator unterschiedlichen Potential liegen kann, lassen sich stark inhomogene Felder in analoger Weise nutzen, wie in den konventionellen Systemen. Es ist offensichtlich, daß auch kein Sender-Empfänger-Prinzip angewendet wird, da in diesem Sinne gar kein Empfänger existiert. Demzufolge ist auch eine Anpassung der Antenne in weiten Bereichen unkritisch. Die Zuführung zur Ultramikroelektrodenanordnung muß deshalb auch nicht einer konventionellen Elektrode entsprechen, sondern kann eine normale, auch isolierte Kabelzuführung sein.Advantageous embodiments result from the connection of only one electrode from a multi-electrode array or the combination of multiple electrodes to only one supply line. The extreme miniaturization of the electrodes (micrometer or even submicrometer dimensions in at least 2 dimensions) leads to a strong bundling of the field lines at the electrode ends, which form the antenna tip. What is new is that no ground connection or a return to the antenna or the generator is necessary. Since the other unconnected electrodes, depending on the arrangement, form a virtual mass which can be at a potential different from the generator, it is possible to use strongly inhomogeneous fields in an analogous manner, as in conventional systems. It is of Obvious that no transmitter-receiver principle is applied, since in this sense no receiver exists. Consequently, an adaptation of the antenna is not critical in many areas. The supply to the Ultramikroelektrodenanordnung must therefore not correspond to a conventional electrode, but may be a normal, even insulated cable feed.

Beschreibung der Figuren:Description of the figures:

In 1 ist die Vorrichtung als Blockschaltbild skizziert. Ein Generator (11) wird über ein Kabel (12) an eine Ultramikroelektrodenstruktur (13) angeschlossen. Diese kann aus vielen Elektroden (14, 15) auf einem Halbleiter- oder Glasträger (13) bestehen, wobei nur eine (oder einige) Elektrode(n) (15) angeschlossen ist (sind). Das Ultramikroelektrodensystem bildet somit die Spitze der Antenne, so daß elektromagnetische Wellen über sie stark inhomogen in mikroskopischen Dimensionen ausgekoppelt werden können. Verwendet man nun physiologische Medien (z.B. Zellkulturmedien), so lassen sich die Zellen über abstoßende Kräfte von den Elektroden fernhalten. Die Elektroden bleiben mikropartikelfrei, was für medizinischtechnische, biotechnologische und pharmakologische Testsysteme und Sensoren von Interesse ist.In 1 the device is sketched as a block diagram. A generator ( 11 ) is connected via a cable ( 12 ) to an ultramicroelectrode structure ( 13 ) connected. This can consist of many electrodes ( 14 . 15 ) on a semiconductor or glass carrier ( 13 ), with only one (or some) electrode (s) ( 15 ) is (are) connected. The ultramicroelectrode system thus forms the tip of the antenna, so that electromagnetic waves can be decoupled from it in a highly inhomogeneous manner in microscopic dimensions. If physiological media (eg cell culture media) are used, the cells can be kept away from the electrodes by repulsive forces. The electrodes remain free of microparticles, which is of interest for medical-technical, biotechnological and pharmacological test systems and sensors.

2 zeigt das Bild einer 4-Elektrodenanordnung bei Auftreten negativer Dielektrophorese (Abstoßung) von Zellen (23) von den Elektroden (21, 22). Auch hier ist nur die Elektrode (21) mit dem Generator verbunden und bildet die Antennenspitze. 2 shows the image of a 4-electrode arrangement when negative dielectrophoresis (rejection) of cells ( 23 ) from the electrodes ( 21 . 22 ). Again, only the electrode ( 21 ) connected to the generator and forms the antenna tip.

3 zeigt die mikroskopische Spitze (31) einer Antenne, eingetaucht in eine Partikelsuspension (32). Auch hier treten Felddivergenzen auf, die zur Abstoßung (unter anderen Randbedingungen auch zum Anziehen von Partikeln) genutzt werden kann. Die typischen Abmessungen des abgebildeten Systems liegen bei einigen Zehn Mikrometern oder darunter (bis in den nm-Bereich). 3 shows the microscopic tip ( 31 ) of an antenna immersed in a particle suspension ( 32 ). Again, field divergences occur, which can be used for repulsion (under other boundary conditions also for attracting particles). The typical dimensions of the imaged system are several tens of microns or less (down to the nm range).

Claims (15)

Vorrichtung zur Manipulation mikroskopisch kleiner Partikel durch hochfrequente Wechselfelder, die eine Mikroelektrodenanordnung aufweist, die eine oder mehrere Elektroden eines Ultramikroelektrodensystems mit typischen Elektrodenenden im Mikrometer- und/oder Submikrometerbereich umfasst, welche die Spitze einer massefreien Antenne für hochfrequente Wechselspannungs-Signale bilden, die mit einem Höchfrequenzsignal von einem Generator beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikroelektrodenanordnung mit nur einer einpoligen Leitung als elektrischer Zufühurung mit dem Generator elektrisch verbunden ist.Device for manipulation microscopic Particles through high-frequency alternating fields, which is a microelectrode arrangement comprising one or more electrodes of an ultramicroelectrode system with typical electrode ends in the micrometer and / or submicrometer range which is the tip of a mass-free antenna for high-frequency AC signals form with a maximum frequency signal of one Generator is acted upon, characterized in that the microelectrode arrangement with only a single-pole line as electrical Zufühurung with the Generator is electrically connected. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der mindestens einen Elektrode die Spitze der Antenne bilden, über die das HF-Signal abgestrahlt wird.Device according to claim 1, characterized in that the ends of the at least one electrode form the top of the antenna, over which the RF signal is emitted. Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dimensionen der Antennenspitzen im Mikrometer- oder Submikrometerbereich liegen.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the dimensions of the antenna tips in the micrometer or submicrometer range. Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden eine Zellsuspension oder Mikropartikelsuspension umgibt.Device according to claims 1 to 3, characterized in that the electrodes are a cell suspension or microparticle suspension. Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 4; dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenenden im Submikrometerbereich beabstandet sind und die Partikel Moleküle umfassen.Device according to claims 1 to 4; characterized in that the electrode ends in the submicron range are spaced apart and the particles comprise molecules. Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodensysteme mit den Methoden der Halbleiterstrukturierung hergestellt sind und insbesondere dünne Metallschichten auf Halbleiterflächen umfassen.Device according to claims 1 to 5, characterized in that the electrode systems with the methods the semiconductor structure are made and in particular thin metal layers on semiconductor surfaces include. Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ultramikroelektrodenstruktur, die als Spitze einer Empfangsantenne benutzt oder auch elektrisch unangeschlossen in die Nähe der ansonsten in der Geometrie und Größe frei wählbaren Antennenspitze gebracht wird.Device according to claims 1 to 6, characterized in that an ultramicroelectrode structure, used as the tip of a receiving antenna or even electrically unconnected nearby the otherwise in geometry and size freely selectable antenna tip brought becomes. Vorrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenne und die zweite Mikroelektrodenstruktur eine 3-dimensionale Anordnung bilden, so dass ein Feldkäfig für die Mikropartikel entsteht.Device according to claim 7, characterized in that the antenna and the second microelectrode structure form a 3-dimensional array, leaving a field cage for the microparticles arises. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als HF-Signal hochfrequente Wechselspannungen wie Sinus-, Rechteck- oder Dreiecksignale über die eine Zuleitung angelegt werden.Device according to a of the preceding claims, characterized in that as an RF signal high-frequency AC voltages as sinusoidal, rectangular or triangular signals applied via the one supply line become. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den Ultramikro-elektroden eine tiefgekühlte Flüssigkeit oder ein bei tiefen Temperaturen verflüssigtes Gas befindet, das die Partikel enthält.Device according to a of the preceding claims, characterized in that between the ultramicro-electrodes, a frozen liquid or a gas liquefied at low temperatures, which is the Contains particles. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen den Elektroden ein Gel oder eine stark viskose Flüssigkeit befindet. Device according to a of the preceding claims, characterized in that between the electrodes, a gel or a highly viscous liquid located. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Verwendung der durch die mindestens eine Elektrode des Mikroelektrodensystems gebildeten Sendeantenne zur Manipulation mikroskopisch kleiner Teilchen für biotechnologische Zwecke.Use of a device according to one of the preceding claims, characterized by the use of those formed by the at least one electrode of the microelectrode system Transmitting antenna for manipulating microscopic particles for biotechnological purposes. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch die Verwendung der durch die mindestens eine Elektrode des Mikroelektrodensystems gebildeten Sendeantenne zum Freihalten einer Oberfläche von Partikeln, unter der sich ein Messelement, insbesondere ein Sensor, befindet und/oder durch die eine Messstrecke verläuft.Use of a device according to one of claims 1 to 11, characterized by the use of the at least an emitting electrode formed by an electrode of the microelectrode system to keep a surface clear of particles under which a measuring element, in particular a Sensor, located and / or runs through a measuring section. Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch die Verwendung der durch die mindestens eine Elektrode des Mikroelektrodensystems gebildeten Sendeantenne zum Trapping der Partikel; die Moleküle oder lebende Zellen umfassen können; in Feldkäfigen oder zum Bewegen dieser Partikel.Use of a device according to one of claims 1 to 11, characterized by the use of the at least an emitting electrode formed by an electrode of the microelectrode system for trapping the particles; which include molecules or living cells can; in field cages or to move these particles. Verfahren zur Manipulation mikroskopisch kleiner Partikel durch hochfrequente Wechselfelder, mit einer Vorrichtung, die eine Mikroelektrodenanordnung aufweist, wobei eine oder mehrere Elektroden eines Ultramikroelektrodensystems mit typischen Elektrodenenden im Mikrometer- und/oder Submikrometerbereich die Spitze einer massefreien Antenne für hochfrequente Wechselspannungs-Signale bilden, die mit einem Hochfrequenzsignal von einem Generator beaufschlagt wird, mit den folgenden Schritten: – Einbringen der Partikel in ein Umhüllungsmedium, – Einführung. der mindestens einen Antenne teilweise in das Umhüllungsmedium mit den Partikeln und – Zuführen des Hochfrequenzsignals an die mindestens eine Antenne, gekennzeichnet durch den Schritt: – elektrisches Verbinden der einen oder der mehreren Elektroden des Ultramikroelektrodensystems mit nur einer einpoligen Leitung als elektrischer Zuführung mit dem Generator.Method of manipulation microscopic Particles by high-frequency alternating fields, with a device, which has a microelectrode arrangement, one or more Electrodes of an ultramicroelectrode system with typical electrode ends in the micrometer and / or Submikrometerbereich the top of a mass-free Antenna for high frequency AC signals form with a high frequency signal is acted upon by a generator, with the following steps: - bring in the particle into a coating medium, - Introduction. of the at least one antenna partially in the surrounding medium with the particles and - Feeding the High-frequency signal to the at least one antenna, marked through the step: - electric Connecting the one or more electrodes of the ultramicroelectrode system with only a single-pole line as an electrical supply with the generator.
DE19500660A 1994-12-10 1995-01-12 Device and method for manipulating microscopic particles and their use Expired - Fee Related DE19500660B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19500660A DE19500660B4 (en) 1994-12-10 1995-01-12 Device and method for manipulating microscopic particles and their use

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE9420739 1994-12-10
DEG9420739.9 1994-12-10
DE19500660A DE19500660B4 (en) 1994-12-10 1995-01-12 Device and method for manipulating microscopic particles and their use

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE19500660A1 DE19500660A1 (en) 1996-06-13
DE19500660B4 true DE19500660B4 (en) 2007-12-27

Family

ID=6917934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19500660A Expired - Fee Related DE19500660B4 (en) 1994-12-10 1995-01-12 Device and method for manipulating microscopic particles and their use

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE19500660B4 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8992754B2 (en) 2005-10-26 2015-03-31 Silicon Biosystems S.P.A. Method and apparatus for the characterizing and counting particles, in particular, biological particles
US9719960B2 (en) 2005-07-19 2017-08-01 Menarini Silicon Biosystems S.P.A. Method and apparatus for the manipulation and/or the detection of particles
US10234447B2 (en) 2008-11-04 2019-03-19 Menarini Silicon Biosystems S.P.A. Method for identification, selection and analysis of tumour cells
US10376878B2 (en) 2011-12-28 2019-08-13 Menarini Silicon Biosystems S.P.A. Devices, apparatus, kit and method for treating a biological sample
US10648897B2 (en) 2007-10-29 2020-05-12 Menarini Silicon Biosystems S.P.A. Method and apparatus for the identification and handling of particles
US10895575B2 (en) 2008-11-04 2021-01-19 Menarini Silicon Biosystems S.P.A. Method for identification, selection and analysis of tumour cells

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19653659C1 (en) * 1996-12-20 1998-05-20 Guenter Prof Dr Fuhr Electrode arrangement for field cages
DE19653661C1 (en) * 1996-12-20 1998-05-20 Guenter Prof Dr Fuhr Method and device for microparticle positioning in field cages
CA2283641A1 (en) * 1997-03-18 1998-09-24 Introgene B.V. Methods and compositions for genetically modifying primate bone marrow cells
US7070684B1 (en) 1998-06-26 2006-07-04 Evotec Technologies Gmbh Electrode arrangement for generating functional field barriers in microsystems
DE10059152C2 (en) * 2000-11-29 2003-03-27 Evotec Ag Microsystem for the dielectric and optical manipulation of particles
DE10116211A1 (en) * 2001-03-27 2002-10-10 Eppendorf Ag Chamber for the treatment of cells contained in a suspension in an electrical field
ITBO20040420A1 (en) 2004-07-07 2004-10-07 Type S R L METAL CUTTING AND FORMING MACHINE
ITBO20050643A1 (en) * 2005-10-24 2007-04-25 Si Bio S R L METHOD AND APPARATUS FOR HANDLING PARTICLES IN CONDUCTIVE SOLUTIONS
JP2009516198A (en) * 2005-11-18 2009-04-16 プレジデント・アンド・フエローズ・オブ・ハーバード・カレツジ Dielectrophoretic tweezers apparatus and method
ITTO20060226A1 (en) 2006-03-27 2007-09-28 Silicon Biosystem S P A METHOD AND APPARATUS FOR PROCESSING AND OR ANALYSIS AND OR SELECTION OF PARTICLES, IN PARTICULAR BIOLOGICAL PARTICLES
US8021532B2 (en) 2008-02-26 2011-09-20 President And Fellows Of Harvard College Dielectrophoretic tweezers apparatus and methods
CA2782123C (en) 2009-03-17 2017-05-02 Silicon Biosystems S.P.A. Microfluidic device for isolation of cells
IT1403518B1 (en) 2010-12-22 2013-10-31 Silicon Biosystems Spa MICROFLUID DEVICE FOR PARTICLE HANDLING
ITTO20110990A1 (en) 2011-10-28 2013-04-29 Silicon Biosystems Spa METHOD AND APPARATUS FOR OPTICAL ANALYSIS OF LOW TEMPERATURE PARTICLES
GB2591406B (en) 2018-09-05 2023-03-01 Ihsan Dogramaci Bilkent Univ Enrichment of samples inside the microchannels by using magnetic particles

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4434883A1 (en) * 1994-02-24 1995-08-31 Stefan Fiedler Forming microparticles in electrical field cages

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4434883A1 (en) * 1994-02-24 1995-08-31 Stefan Fiedler Forming microparticles in electrical field cages

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9719960B2 (en) 2005-07-19 2017-08-01 Menarini Silicon Biosystems S.P.A. Method and apparatus for the manipulation and/or the detection of particles
US8992754B2 (en) 2005-10-26 2015-03-31 Silicon Biosystems S.P.A. Method and apparatus for the characterizing and counting particles, in particular, biological particles
US10648897B2 (en) 2007-10-29 2020-05-12 Menarini Silicon Biosystems S.P.A. Method and apparatus for the identification and handling of particles
US10234447B2 (en) 2008-11-04 2019-03-19 Menarini Silicon Biosystems S.P.A. Method for identification, selection and analysis of tumour cells
US10895575B2 (en) 2008-11-04 2021-01-19 Menarini Silicon Biosystems S.P.A. Method for identification, selection and analysis of tumour cells
US10376878B2 (en) 2011-12-28 2019-08-13 Menarini Silicon Biosystems S.P.A. Devices, apparatus, kit and method for treating a biological sample

Also Published As

Publication number Publication date
DE19500660A1 (en) 1996-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19500660B4 (en) Device and method for manipulating microscopic particles and their use
DE4400955C2 (en) Adhesion-controllable surface structure
WO2007082738A1 (en) Electric field cage and associated operating method
WO2002082053A2 (en) Method and device for manipulating small amounts of liquid and/or particles contained therein
EP2976812A1 (en) Stranded electrical conductor comprising a circular plug-type contact jack
EP1042944A1 (en) Method and device for measuring, calibrating and using laser tweezers
DE4400827C1 (en) Process and device for the electrically induced agglomeration of gas-borne particles
EP1973660A1 (en) Microfluidic system and corresponding operating method
DE102004017474A1 (en) Measuring device for impedance spectroscopy and associated measuring method
DE102006023238A1 (en) Contact-free fixing, positioning, manipulating, releasing and/or removing of particles between electrodes in a medium for sorting, and/or disposing of fine particulate, comprises placing an electric signal sequence on the electrodes
DE102010018220A1 (en) Preparation of sunflower extraction meal
EP0238970B1 (en) Process and device for agglomerating electrically opposed solid or fluid particles suspended in a gas stream
EP1858645A1 (en) Microfluidic system and corresponding control method
DE3932572C2 (en)
DE19859460C2 (en) Method and device for electro-optical single particle spectroscopy
DE102018210693A1 (en) Device and method for the dielectric separation of particles
DE19711340C1 (en) Separator for particles of different conductivity, esp. in recycling
DE2121986A1 (en) Electrostatic spraying method and device for carrying out the method
EP0175197B1 (en) Electrode arrangement for a coating apparatus, and its use
DE102008005198A1 (en) Aerosols separation method for industrial process, involves electrostatic separation of aerosols in electrically conducting regions in wind direction after inserting aerosols in air mass by high voltage loads and high voltage wires
EP2888053B1 (en) Method and device for fragmenting and/or weakening material by means of high-voltage pulses
DE102018210993A1 (en) Device for the simultaneous dielectrophoretic capture of several particles of different types
EP2780279B1 (en) Method and device for directed immobilisation of nano- and micro-objects on a substrate surface and immobilisates obtained thereby
EP3255408B1 (en) Nozzle and method for flow cytometry
DE384571C (en) Method and device for separating finely divided substances in a liquid

Legal Events

Date Code Title Description
8141 Disposal/no request for examination
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FOERDERUNG DER ANGEWAN

8181 Inventor (new situation)

Free format text: FUHR, GUENTER, PROF. DR., 13127 BERLIN, DE VOIGT, ANDREAS, DR., 10115 BERLIN, DE

8170 Reinstatement of the former position
8110 Request for examination paragraph 44
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee