CN104204186A - 用于对生物细胞进行分解的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于在反应容器(11)中对生物细胞进行分解的方法,其特征在于,用压力脉冲对所述细胞进行处理。借助于至少一个涡流致动器(13)结合布置在所述反应容器(11)的上面或里面的电导体(12)来产生所述压力脉冲。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于对生物细胞进行分解的方法以及一种用于实施所述方法的装置。
背景技术
在生物学和生化学的许多领域内,并且尤其也在医学的诊断和研究中,对生物的细胞材料实施分析,例如对蛋白质和其它细胞组成部分进行研究和表征。一种特殊的意义在此应该归于对于细胞的基因材料的研究。因此,例如在许多情况中,借助于对于基因材料、也就是尤其DNA的分析来检测特定的病原体。在传统的诊断学中,经常借助于病原体的培养来确定病原体有机体。在此不利的是,这样的培养一般需要几天,并且此外被加载了较高的误差可能性。因此,其它的检测方法利用分子生物学的方法。例如能够借助于在八十年代所开发的、所谓的聚合酶链式反应(Polymerase Chain
Reaction-PCR)来倍增并且检测病原体所特有的DNA。
所述聚合酶链式反应是一种高敏感的、用于选择性地倍增所定义的DNA或RNA片段的体外方法。在例如20到40个周期中,实施指数式的扩大,也就是DNA(或者RNA)的倍增。在此,首先通过热来使双条的DNA变性。随后以较低的温度使特殊的寡核苷酸(引物)积聚在所述DNA的互补的区域。上。最后,以稍高一些的温度作为所谓的扩展或者延伸进行新的DNA的合成,其中沿着DNA基体借助于温度稳定的发酵酶、即Taq-DNA聚合酶(Taq-DNA-Polymerase)来进行脱氧核糖核苷三磷酸(Desoxyribonukleosidtriphosphaten)的聚合。通过这种方式能够检测高度特殊的基因区,用于例如能够诊断特定的微生物的族系、种属或者种类。
在实施聚合酶链式反应之前,一般来说要对基因材料进行净化。在一些情况中,也能够在没有事先对所述细胞材料或者所述基因材料进行净化的情况下实施这种方式,如果事先通过用提高的温度进行处理的方式来破坏了有待检验的细胞并且释放了所述DNA。一般来说,这一点仅仅对于革兰氏阴性的细菌来说才可能做到。例如革兰氏阳性的细菌或者霉菌的细胞膜一般来说通过高温处理不会足够地遭到破坏。
因此,为了分解细胞或者为了破坏细胞膜,知道其它不同的方法。例如细胞的酶溶解得到了很大的推广,在进行酶溶解时例如通过酶蛋白质K或者溶解酵素的使用来使所述细胞膜在酶方面分解。随后由聚合酶看来,一般来说需要对于所使用的酶的热失活以及蛋白质的分离,因为否则为聚合酶-链式反应所使用的Taq-聚合酶的活性会受到限制。例如在硅柱(Silica-Säule)上进行的这样的净化需要多个洗涤及洗提步骤,使得酶的细胞分解比较麻烦。在其它的方法中,借助于超声波来实施细胞分解。这种物理的方法能够直接在没有进一步对所分解的细胞进行净化的情况下实施PCR反应。不过,装置方面的开销比较高。在使用基于聚合物的装置的情况中,此外对于基片的不受控制的加热经常不可避免,从而可能歪曲试验结果。此外,对将激光器用于细菌的分解的情况进行了描述。在所谓的激光器-空穴作用方法中,通过激光脉冲来如此剧烈地对样品中的水进行加热,从而产生穴蚀气泡,所述穴蚀气泡最终导致对于所述样品中的有机体的破坏。为此,需要处于红外范围内的高能脉冲。另一种方法是所谓的电穿孔。通过高压脉冲,使细菌孔隙化(porosifizieren)并且使其内含物质可动用。尤其在含盐的溶液中,在此可能产生气体,所述气体例如可能导致较小的爆炸并且难以操纵。
为了能够以较高的样品处理量实施分析,使用所谓的生物芯片,用所述生物芯片能够以很小的样品量并且以自动化的方式实施不同的分析、尤其是PCR反应包括样品处理。也谈及芯片实验室系统(LOC)。尤其对于这样的LOC系统来说,有利的是,能够在较少的步骤中实施对于所述样品的处理以及随后的分析,使得所述方法可供自动化装置使用。所描述的用于对细胞进行分解的方法尤其由革兰氏阳性的细菌以及例如霉菌看来比较麻烦,并且不太适合于LOC系统。
发明内容
相对于此,本发明的任务是,提供一种用于分解生物细胞的方法,该方法能够以较小的开销来实施,并且该方法允许容易地套用到LOC系统上。该方法在此一般来说应该适合于细菌、霉菌、病毒并且例如也适合于真核细胞,其中在省去酶的情况下应该可靠地分解所述细胞膜,使得细胞材料、例如DNA在经过或者没有经过进一步的净化的情况下供随后的分析方法所用。这种任务通过如从独立权利要求中得到的那样的方法和用于实施所述方法的装置得到解决。所述按本发明的方法的或者所述按本发明的装置的、优选的设计方案由从属权利要求中获得。
本发明的核心是,用压力脉冲对所述生物细胞进行处理。这引起以下结果:细胞衣以及尤其细胞膜被破坏,并且细胞内含物质、例如DNA能够被从所述细胞衣中释放出来。所述压力脉冲优选拥有较小的波长和较高的幅度。所述压力脉冲用基于涡流原理的冲击致动器来产生(涡流致动器)。所述涡流致动器尤其由线圈构成,该线圈作用于电导体。所述电导体布置在具有有待分解的细胞的反应容器的上面或里面。因而以纯物理的方法来破坏细胞膜。不需要酶或者其它添加物,所述酶或者其它添加物可能会干扰对于样品的进一步的处理、例如PCR反应。通过按本发明使用压力脉冲这种方式,也不会出现对于样品的过度的加热或者其它不能控制的、可能使进一步的分析变得困难的反应。所述按本发明的方法因此以特殊的优点适合于例如LOC系统的形式的自动化装置。按照本发明,不仅能够分解革兰氏阴性的细菌而且能够分解革兰氏阳性的细菌、霉菌或者孢子。相对于其它的物理方法、例如超声波和激光,所述用于按本发明的方法的、装置方面的开销明显更小,因而能够显著地更加成本低廉地实施所述按本发明的方法。由于省去了酶的和/或化学的添加物,能够以小得多的开销来进行进一步的处理和/或分析。此外,与传统的方法相比,也降低了用于有待使用的试剂的成本。
所述按本发明的方法以特殊的优点适合于所谓的μTAS系统(Total Analysis Systems),因为所述按本发明所分解的细胞在许多情况中能够在不经进一步净化的情况下例如用于PCR反应或者其它方法。如果相应的应用情况也使进一步的净化成为必要,那么这一点能够通过对于所述细胞的纯物理的分解以较小的开销来做到,因为例如不需要对于酶的灭活或者类似处理。因此,所述按本发明的方法能够以特别优选的方式供自动化装置使用。
所述压力脉冲通过所述线圈中的脉冲激发的电流来触发。通过给所述线圈加载电流脉冲的方式来产生电磁场。这种电磁场在电导体中诱发涡流,所述涡流的电磁场反向于初级电场。由此出现所述电导体的脉冲似的排斥力。所述电导体的位置变化尤其通过所述样品容器或者反应容器的壁体来传递给处于所述容器中的液体。通过所述壁体的运动来诱发的压力波在所述液体中传播,并且在容器界限上被反射。所述压力波引起穴蚀气泡和拉应力,所述穴蚀气泡和拉应力导致所述细胞衣的破裂,使得所述细胞被分解。
用压力脉冲进行的处理和对于样品的进一步处理、例如紧接着的净化方法和/或分析方法能够在同一个反应容器中进行。这一点是可能的,因为所述按本发明的分解方法是纯物理的方法,并且在许多情况中能够在没有进一步的样品处理的情况下进行相应的分析反应、例如PCR反应。即使需要进一步的净化或者例如所述基因材料的富集,这一点也能够以较小的开销在同一个反应容器中例如通过合适的过滤基体的使用来实施。按使用情况,也可能优选的是,在单独的容器或储存器中实施细胞分解及进一步的样品处理。
以特殊的优点在芯片实验室系统(LOC)上实施所述按本发明的细胞分解和随后可能实施的进一步的样品处理、例如净化方法和/或分析方法。如已经提到的那样,所述按本发明的分解方法以特殊的方式适合于LOC系统,因为所述装置方面的开销较小,并且在所述按本发明的细胞分解之后可能需要的样品处理不太麻烦并且特别适合于自动化装置。将LOC用于实施按本发明的、用来分解细胞的方法并且用于随后的对于样品的处理和分析,这以很大的优点例如用于自动化的诊断方法,例如用于对病原体进行检测。
优选事先将用于准备细胞分解的生物细胞从液体、例如体液中分离出来并且/或者对其进行净化。这种净化例如能够借助于过滤器来进行,在所述过滤器上分离所述细胞。这样的过滤器能够是反应容器的组成部分,在所述反应容器中随后进行所述按本发明的细胞分解。另一方面,也能够事先在单独的储存器中进行细胞的富集和/或净化。
通过用于自动化装置的特殊的适宜性,所述按本发明的方法能够以特殊的优点用在微生物的诊断学中。所述方法的自动化尤其允许结合LOC系统来以较小的人员的开销来很快地并且成本低廉地实施所述方法。所述按本发明的方法例如能够用在医学的实验室中、用在食品分析学中或者一般来说用在研究中。
此外,本发明包括一种用于实施所说明的方法的装置,其中通过用压力脉冲进行的处理来分解生物细胞。所述装置包括至少一个反应容器,该反应容器具有布置在其上面或者其里面的电导体。此外,为所述反应容器分配了至少一个涡流致动器、尤其是线圈。按本发明的合适的线圈包括多达100个绕组。为所述电导体分配了所述线圈,所述电导体从大小方面来讲优选与所述线圈的直径相匹配。所述电导体例如能够构造为环状的盘片、构造为板或者薄膜。在一种实施方式中,所述电导体布置、例如被粘贴、焊接、层压或者注入在所述反应容器上。在另一种实施方式中,所述电导体能够布置在所述反应容器的内部,方法是:它例如以板或者盘片的形式被放入到所述反应容器中。所述反应容器的壁体优选明显比所述电导体、也就是例如所述板或者盘片柔韧,从而在所述板或者盘片进行运动或者位置变化时不会出现所述反应容器的壁体的变形。所述反应容器的壁体例如能够是较薄的塑料薄膜,该塑料薄膜具有例如0.5到1mm的厚度,使得其像膜片一样起作用。如果电流脉冲例如由于电容器的放电而通过所述线圈来流动,那就产生电磁场,该电磁场通过在所述电导体中通过所诱发的涡流来产生反向的场。这引起所述电导体的排斥力,并且由此引起其位置变化。这些脉冲似的位置变化传递到所述反应容器壁体上。所述比较柔韧的反应容器壁体由此脉冲似地进行变形。这些脉冲传递到处于所述反应容器的内部的液体上。在所述液体中出现压力脉冲或者压力波的构成。所述压力波在所述液体中以声速传播,并且在所述反应容器的内表面上被反射。所述压力波在所述液体中引起穴蚀气泡和拉应力,所述穴蚀气泡和拉应力最终引起在所述液体中所包含的有机体或者细胞的、生物的包裹膜的破裂和破坏。
将所述电导体布置在所述反应容器的外部,这种做法的优点是,这种实施方式能够较小的开销来实现。此外,这种实施方式降低了所述细胞样品的污染的危险。将所述电导体布置在所述反应容器的内部,这种做法的优点是,一般来说不需要固定或者导引所述电导体。如果所述电导体的几何形状与所述反应容器的形状相匹配,那么所述电导体就能够通过放入到所述容器中这种方式来定位。这种实施方式的特殊的优点是,能够给所述电导体配设微结构,所述微结构在出现所述处于反应容器的内部的电导体的、以电磁方式所诱发的位置变化时触发剪力或者剪应力。这些力可能会支持对于所述细胞结构的包裹层的破坏。这些力能够以特别有利的方式加以利用,如果所述电导体的微结构嵌合到所述容器的内壁的相同的结构中。
在另一种实施方式中,所述电导体能够作为挺杆或者活塞来实现。在此,所述整个挺杆或者活塞能够由能够导电的材料制成。在其它实施方式中,所述真正的电导体被集成到所述挺杆或者活塞中。因此,例如所述挺杆或者活塞本身由塑料制成,其中所述挺杆或者活塞的端面配备了能够导电的板或者盘片。具有所述能够导电的板或者盘片的一侧朝向所述涡流致动器。所述挺杆或者活塞的另一侧作用在所述反应容器上。所述挺杆状或者活塞状的电导体的优点是,所述挺杆或者活塞的能够导电的部分的尺寸能够大于所述反应容器,为所述反应容器分配了所述电导体。所述涡流致动器、尤其是所述线圈能够相应地同样设计得更大,从而能够诱发更强的力。与环状的盘片(无挺杆或者活塞)的使用相比,显示出另一优点。在使用环形盘片时,在所述中心的空隙的区域中仅仅较少的力起作用。在使用挺杆或者活塞时,将通过所集成的盘片或者板的、以电磁方式所诱发的位置变化所引起的位置变化传递到所述挺杆或者活塞的、整个起作用的表面上,从而改进力的传递。
优选所述用于实施方法的装置是一种LOC系统,该LOC系统包括至少一个用作反应容器的反应隔间。在这个反应隔间的里面或者上面布置了所述电导体,从而在通过所诱发的电磁场向所述涡流致动器、尤其是所述线圈加载电流脉冲时引起所述电导体的脉冲似的位置变化,所述脉冲似的位置变化则在所述反应隔间中触发压力波并且由此触发拉应力。这引起对于所述在反应容器中所包含的生物细胞的破坏。
对于所述样品的进一步的处理以及对于所述细胞内含物质的真正的分析原则上能够在与所述按本发明的细胞分解方法相同的隔间中进行。在其它的实施方式中,这里能够为此设置单独的隔间。为了实施所述PCR反应,所述相应的反应隔间能够有利地进于恒温处理。但是,所述按本发明的方法绝不局限于与PCR方法的组合。因此,所述按本发明的方法能够与大量不同的、用于检测不同的细胞内含物质的方法相组合,例如也与免疫学的方法相组合。
此外,所述装置能够具有至少一个另外的隔间,该隔间被设置用于检测例如在所述细胞分解之后所实施的PCR反应时所产生的反应产物并且/或者一般来说用于检测细胞内含物质。为此,尤其能够设置常见的、由生物的特殊分子所构成的阵列,所述生物的特殊分子适合于检测特定的来自所述细胞的分子,或者用于检测例如PCR反应产物。
在所述按本发明的装置中,能够设置一种用于在分解所述细胞之前对样品材料、例如体液进行处理的机构。尤其能够设置一种过滤器,在进行细胞分解之前,在所述过滤器上将细胞从所述样品材料中分离出来并且使其富集。例如为此能够将由玻璃纤维构成的纤维垫集成到所述LOC中。通过这个纤维垫能够泵送所述样品,从而在所述纤维垫上将所述细胞分离出来。能够用这些细胞直接在所述纤维垫上实施随后的细胞分解,其中所述纤维垫或者所述过滤嘴能够是所述反应容器的组成部分,在所述反应容器中实施所述细胞分解并且如有可能也实施对于所述细胞样品的进一步的处理过程、例如随后的净化方法和/或分析方法。
附图说明
本发明的其它优点和特征从以下结合附图对实施例所作的说明中获得。在此,各个特征能够分别本身或者在彼此间的组合中来实现。
图1是用于实施所述按本发明的方法的LOC系统的第一种设计方案的示意图;
图2是用于实施所述按本发明的方法的LOC系统的第二种设计方案的示意图;并且
图3是按本发明的用于分解生物细胞的反应容器的两种实施方式。
具体实施方式
图1以示意性的方式示出了一种LOC系统,该LOC系统适合于实施所述按本发明的细胞分解并且适合于深入地分析所述样品。这种装置例如是注塑而成的、聚合物的LOC,所述LOC被装入到相应的运营商设备中,例如通过微处理器来控制所述运营商设备。所述LOC能够被设置为一次性制品,因为由此尤其对在医学中的应用而言避免了与消毒以及污染相关联的问题。所述LOC 10包括反应容器或者反应隔间11。将包含有待检验的细胞的样品放入到所述容器11中。在所述容器11中布置了电导体12,该电导体在这种实施方式中构造为由导电的材料构成的孔盘。所述电导体应该具有尽可能好的导电能力。合适的材料例如是铜,但是也能够使用其它的金属或者合金。为所述反应隔间11分配了用作涡流致动器的线圈13,所述线圈在其尺寸方面与所述电导体的几何形状相匹配。所述线圈13通过能够转换的电触点14a来连接到电容器14b上。如果例如通过电容器的放电来向所述线圈13加载电流脉冲,那么由此在所述电导体12中诱发涡流,所述涡流的电场反向于所述初级电场。由此出现所述电导体的排斥力。通过所述电导体的、由此引起的位置变化来触发所述反应容器11的壁体的变形,所述变形又引起压力波的构成,所述压力波以声速在样品液体中传播。所述压力波在所述反应隔间11的内部的界限上被反射。按压力幅度,由此在所述液体中产生拉应力,所述拉应力首先引起局部的空穴作用。所述穴蚀气泡接下来会瘪下去,并且产生进一步的压力冲击。在所述反应隔间的液体中的、由此引起的拉应力、压力波和压力冲击可能与剪应力一起导致细胞衣的、也就是尤其是细胞膜的破裂。在此产生的压力脉冲(涡流原理)的突出之处尤其是在于较小的波长和较高的幅度。通过这些压力脉冲来破坏所述细胞衣,并且在所述细胞中所包含的材料也就是尤其所述基因材料被释放并且能够用于进一步的检验。
板、盘片或者薄膜的形式的电导体能够布置在所述反应容器的壁体的外面。在其它实施方式中,所述板、盘片或者薄膜能够被设置在所述反应容器11的内部。所述反应隔间或者所述反应容器例如能够设有导电的、由铜、铝或者其它金属构成的薄膜,例如与其粘贴、层压或者焊接在一起。所述涡流致动器、也就是尤其所述线圈13优选被安置在所述电导体的紧挨着的邻近处,其中所述间距优选明显小于1mm,用于在出现以电磁方式所诱发的冲击时达到较高的效率。如果向所述涡流致动器加载电流,那么所述线圈就产生电磁场,所述电磁场又引起所述电导体的排斥力。所述电导体的这些脉冲似的位置变化被传递到所述反应容器的壁体上,其中由于所述较薄的壁体的弹性而出现所述壁体的变形,所述变形作为压力波被传递到处于所述反应容器中的液体上。所述反应容器的壁体例如能够由具有大约0.5到1mm的壁厚的聚合物材料构成。
为了将所述生物细胞从所述样品液体中分离出来,能够将一个过滤器15集成到所述LOC 10中并且尤其集成到所述反应隔间11中。借助于所述过滤器15能够使来自所述样品液体的细胞富集,并且为所述按本发明的细胞分解来提供所述细胞。除此以外,所述过滤器15例如以有利的方式允许对细胞进行洗涤。
所述LOC 10包括若干为了不同的液体的流动而设置的管路或者通道,为了实施所述用于分解细胞的方法并且为了随后的净化方法和/或分析方法而需要所述不同的液体。尤其能够通过所述管路21来输入所述样品。因此,能够通过所述管路21来将有待检验的液体、例如具有有待分析的细菌或者病菌的体液泵送到所述反应隔间11中。作为体液,例如考虑血液、尿液、唾液、血清、血浆、淋巴液、悬浮的浮渣、支气管肺泡灌洗液等等。所述液态的样品首先能够通过例如由玻璃纤维构成的过滤器15来泵送。所述垫子的合适的玻璃纤维例如能够具有0.5到10μm的厚度。在此,在所述纤维垫上将细菌或者病菌分离出来,并且在此能够使其富集。随后,例如能够用通过所述管路22来输入的缓冲剂(例如2ml)来洗涤。穿流而过的液体尤其能够通过所述管路25作为废物来排出。对于不同的液体的流体管理借助于不同的、被设置在不同的管路21到25中的阀26来进行。
在真正地分解所述细胞之前,能够通过所述管路23例如用PCR-Mastermix来装填所述反应隔间11。这样的PCR-Mastermix尤其包含由核甘酸、引物、Taq-聚合酶和缓冲剂所构成的混合物。此外,在使用如这里所描述的一样的过滤器的情况中,能够包含用于将过滤器表面阻塞的物质、例如BSA、PEG、PPG或者类似物质。紧接在以上面所描述的方式进行细胞分解之后,能够在使用这些物质的情况下实施所述PCR反应,其中此外能够通过所述管路24来添加其它物质和/或缓冲剂。因为必须在特定的温度下实施所述PCR反应的不同的步骤,所以所述反应隔间11被设计为能够恒温处理的结构,从而能够相应地对在所述反应隔间的内部的温度进行控制,并且能够使所述反应隔间经受对于所述PCR反应来说常见的热周期。作为加热元件,例如如有可能也能够组合地使用珀耳贴元件、微型加热板(Micro-Hotplate)或者对流的加热及冷却元件,这些元件能够从外面被安装到所述反应隔间上。
在温度周期中,通过合适的引物的使用,如开头已经解释的那样使DNA、例如病原体所特有的DNA倍增。在使用过滤元件15时,随后能够由所述过滤元件15来洗提所述DNA。因此,例如能够在20个周期之后从10ml具有105个病菌的尿液中以50μl样品体积来隔离1011个DNA分子。以类似的方式,所述按本发明的细胞分解法例如也能够用于特殊的RNA(核糖核酸)片段的扩增(Amplifikation)。
在进行扩增之后,能够将所扩增的DNA或者包含这种所扩增的DNA的溶液转移到其它处于所述LOC上的隔间16中。在这里,能够检测反应产物。能够输入可能需要的辅助材料。所述检测例如能够通过常见的DNA阵列来进行。此外,例如能够设置对于所述反应产物的、电泳的隔离连同随后的可视化。能够使用具有照明灯17的摄像头。特别有利的是例如也使用所谓的实时PCR,对于所述实时PCR来说在扩增过程中已经检测并且分析所述反应产物。
图2示出了LOC系统100的另一种实施方式,所述LOC系统100适合于实施所述按本发明的细胞分解方法。在这种实施方式中,进行所述细胞分解,并且在彼此隔开的隔间中对样品进行进一步的处理。将所述样品、也就是例如包含有待检测的病原体的体液放到样品储存器101中。所述储存器配备了电导体、尤其是金属层120。为所述样品储存器101分配了电的线圈130,该电的线圈与能够转换的电源140相连接。所述用于分解细胞的压力脉冲借助于所述用作涡流致动器的电的线圈130结合所述电导体、也就是尤其所述金属层或者金属盘120来产生。所述电导体布置、例如粘贴在所述样品储存器(反应容器)的外侧面上。通过在所述电的线圈130中的电流脉冲来产生电磁场。由此,在所述电导体中诱发涡流,所述涡流的电场与所述初级电场相反,由此出现所述电导体120的排斥力。所述电导体120的、这些脉冲似的位置变化传递到所述有弹性的反应容器壁体上,并且在所述反应容器101中产生脉冲似的压力变化(感应冲击)。由此,在处于所述样品储存器101中的液体中的、最终所引起的拉应力、压力波和压力冲击引起所述细胞膜的破坏,并且由此引起所述细胞的分解。所述作为容器的样品储存器101能够如这里所示出的一样是所述LOC系统的一部分,其中在所述容器中进行所述细胞分解。在其它实施方式中,也可能的是:单独地设置了这种容器,并且该容器例如通过管路与所述LOC相连接,用于对所述细胞样品进行进一步的净化和/或处理。
所分解的样品材料能够由所述样品储存器101经过管路121转移到另一隔间102中,在该隔间中能够对所述样品材料实施净化。例如在所述隔间102中能够集成硅基体(Silica-Matrix)103,通过所述硅基体来将不洁物、细胞碎片等从所述来自样品的基因材料、尤其是DNA中除去。随后将所述经过净化的基因材料转移到另一隔间104中。在这里能够进行其它反应、例如PCR反应。相应的、用于在所述隔间102中的净化并且用于在所述隔间104中的PCR反应的试剂通过所述管路122(洗涤缓冲剂)、123(洗提缓冲剂)、124(PCR-Mastermix)和125(混合化缓冲剂)来输入。在进行PCR反应之后,能够将所述PCR产物转移到另一隔间160中,在该隔间中进行对于所述反应产物的检测。在此能够使用具有照明灯170的摄像头170,这与在图1中的实施方式相类似。能够为可能需要的洗涤缓冲剂设置管路126,并且为废物设置管路127。所述尤其为实施PCR反应而设置的隔间104能够恒温处理,用于能够为所述反应实施不同的热周期。
所述按本发明的细胞分解能够与大量的分析方法相组合。这里详细解释的PCR方法仅仅是若干可能的分析方法之一。
图3示出了一种用于实施所述按本发明的细胞分解的装置的、可能的实施方式的其它细节,其中示出了作为挺杆的电导体(分图A)的与作为盘片的电导体的(分图B)的对照情况。所述分图A示出了挺杆250的形式的电导体,该挺杆在背向所述样品储存器240的一侧上设有环形盘状的、作为真正的电导体的金属板260。所述金属板260例如被粘贴到所述挺杆250上。所述挺杆250本身例如构造为实心的、注塑而成的塑料件。线圈230朝向所述金属板260。所述线圈230和所述环形盘260在其大小方面彼此相匹配。所述储存器240包含带有细胞的悬浮体,按照本发明应该对所述细胞进行分解。
通过向所述线圈230加载电流脉冲这种方式来形成电磁场,由此所述金属板260与所述挺杆250一起被沿着箭头方向来排斥。由此触发作用于所述样品储存器240的有弹性的壁体的、以电磁方式所诱发的冲击,由此在所述样品储存器240的液体的内部出现脉冲似的压力波形成现象。这些压力波最终在所述处于储存器240中的样品液体中引起拉应力,所述拉应力引起对于处于细胞悬浮体中的细胞的外壳的破坏。分图B示出了一种类似的储存器270,在该储存器中包含了细胞悬浮体。这个储存器270配备了布置在外部的、用作电导体的金属盘280。结合对于所述线圈290的电流加载,所述金属盘280在所述被包含在储存器中的液体内部引起压力波,由此产生为破坏细胞衣所需要的压力脉冲。所述线圈290与分图A的线圈230相比稍小一些,因为所述线圈在其大小方面与所述金属盘280的大小相匹配,并且大致具有相同的或者稍小一些的直径。因此,在分图B的实施方式中,起作用的力比分图A稍弱一些。
Claims (13)
1. 用于在反应容器(11、101、240、270)中对生物细胞进行分解的方法,其特征在于,用压力脉冲对所述细胞进行处理,其中借助于至少一个涡流致动器(13、130、230、290)结合布置在所述反应容器(11、101、240、270)的上面或里面的电导体(12、120、260、280)来产生所述压力脉冲。
2. 按权利要求1所述的方法,其特征在于,通过向所述涡流致动器(13、130、230、290)加载电流脉冲的方式来产生电磁场,由此出现所述电导体(12、120、260、280)的位置变化,并且在所述反应容器(11、101、240、270)中产生压力脉冲。
3. 按权利要求1或权利要求2所述的方法,其特征在于,在同一个反应容器(11)中或者在单独的反应容器(101、102、104)中用压力脉冲进行处理并且对所述细胞样品进行进一步的处理。
4. 按前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,在芯片实验室系统(10、100)中用压力脉冲对所述细胞进行处理并且/或者对所述细胞样品进行进一步的处理。
5. 按前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,为了准备所述细胞分解而将所述细胞从液体中分离出来并且/或者对其进行净化,其中优选借助于过滤器(15)来分离所述细胞。
6. 按前述权利要求中任一项所述的方法,其特征在于,所述方法用于微生物的诊断学。
7. 用于实施通过用压力脉冲进行处理来分解生物细胞的方法的装置,所述装置包括至少一个反应容器(11、101、240、270),所述反应容器则具有电导体(12、120、260、280)以及至少一个配属于所述反应容器(11、101、240、270)的、用于产生电磁场的涡流致动器(13、130、230、290)、尤其是线圈。
8. 按权利要求7所述的装置,其特征在于,所述电导体(12、120、260、280)布置在所述反应容器(11、101、240、270)的壁体的外面或者布置在所述反应容器的里面。
9. 按权利要求7或权利要求8所述的装置,其特征在于,所述装置是具有至少一个用作反应容器(11、101)的反应隔间的芯片实验室系统(10、100)。
10. 按权利要求7到9中任一项所述的装置,其特征在于,所述具有电导体(12)的反应容器(11)此外被设置用于对所述细胞样品进行进一步的处理,其中所述反应容器(11)尤其能够加热。
11. 按权利要求7到9中任一项所述的装置,其特征在于,为了对所述细胞样品进行进一步的处理而设置了至少一个另外的反应隔间(104),其中所述另外的反应隔间(104)尤其能够加热。
12. 按权利要求8到11中任一项所述的装置,其特征在于,所述芯片实验室系统(10、100)包括至少一个另外的隔间(16、160)用于对反应产物和/或细胞内含物质进行检测。
13. 按权利要求8到12中任一项所述的装置,其特征在于,所述芯片实验室系统(10、100)包括用于分离细胞的过滤器(15)。
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