CN1930280B - 用于在不同孔室中产生电场的容器和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有孔室(2)的容器，每个孔室至少包括含第一电极(4)和第二电极(5)的一对电极，用于施加在一个孔室(2)中产生电场的电压。不同孔室(3)的至少两个第一电极(4)被导电地耦合，并且所述孔室(2)的至少一个第二电极(5)是可单独导电地连接的。本发明还涉及一种用于制造所述容器(1)的方法和用于电接触至少一个所述容器(1)的装置。

Description

用于在不同孔室中产生电场的容器和装置
发明背景
本发明涉及一种具有孔室的容器，每个孔室至少包括含第一电极和第二电极的一对电极，用于施加电压以在一个孔室中产生电场。本发明还涉及一种制造所述容器的方法、以及一种用于电接触至少一个所述容器的装置。
具有多个有上述特性的孔室的容器已经很好的建立，并主要在生物化学和制药的应用中需要同时测试多根探针的情况下使用。特别的应用有，例如，活细胞的电穿孔，电融合和电刺激，以及所有探针需要被曝露在电场中的应用。目的是特别要为大量孔室(例如96或384个)提供HT分析(HT＝高通量)，因为要在最短的时帧中测试最大量的样本。通常这种容器被叫做多孔板，微量滴定板或者多井板。
现有技术
通常已知的容器由多个孔室组成，这些孔室分别提供两个电极，这两个电极与探针(孔室中的细胞悬浮)相接触孔室。如果施加了电压，则孔室的两个电极在孔室内产生电场，由此，在使用例如直流电时，它们显示出不同的极性。不同孔室的相同极性的电极，即所有阴极和/或所有阳极由单片制成，或都被电耦合，从而使得它们可以经由公共的电压源被电连接。这种配置的优点是组装相对简单，但是缺点是所有孔室的电参数是一样的，因此各个孔室的个别操作是不可能的。
用于对活细胞进行电刺激的装置是公知的，例如来自US 2002/0028480 A1的装置。在一个实施例中，带状电极被成对地排列在多孔板的底面上。带状电极分别向所述板的各个孔室突出，从而与探针电接触。每个带状电极在其开口端之一有接触区，可将电压发生器与该接触区连接。分别向一行孔室分配一对电极。在一特定实施例中，一些电极(例如，所有阳极)都被短路，而一行里相应其它部分的电极(例如，阴极)被分别连接。然而，在每种情形中，使用这些共知的配置，就只能激活整行的孔室，即只能对整组的孔室进行电参数的调节，而不能对每个孔室进行个别调节。
从DE 199 17 571 A1可知一种用于电穿孔测定的电极阵列，它由电绝缘体表面上导电通路的平面排列组成。导电通路被排列在对置的分支上，并且包括单个反应区来接收用于进行电穿孔的探针。对置的导电通路在施加了电压时起到电极的作用，由此各个导电通路汇合到连接到电压发生器的单一主通路。因而，即使是使用这种公知的配置，电参数的可变调节也是不可能的，从而所有反应区都被曝露在相同的电条件下。
WO 03/057819 A1也描述了多孔板等，其中不同孔室的电极被至少成对地电连接，从而只能对单组孔室进行电参数的调整，而不能对每个孔室进行个别调节。
发明概要
由此，本发明的目的是提供如上所述的能够在其各个孔室中灵活地，个别地且快速地产生电场的容器，以及便于所述容器的安全和可靠的电接触的装置。此外，将创造此类容器的一种廉价的制造方法。
根据本发明，上述类型的容器可解决该目的，在该容器中，不同孔室的至少两个第一电极被导电地耦合，并且所述孔室的至少一个第二电极是可单独被导电地连接的。因此，容器的每个孔室能以简单的方式分别被单独地选择，控制和开关，从而使得探针可以被曝露在不同的条件下。有了根据本发明的这种容器，就可以在短时间内在不同的条件下测试许多个样本，而不需改换容器或探针，因此根据本发明的容器特别适合用于自动化的HT方法。由于一些电极被导电地连接，所以涉及电极的接触的技术复杂度可被最小化。
至少一组相同极性的电极或者所有相同极性的电极，即在加载了直流电的情况下具有相同极性并被分配给不同孔室的那些电极，可以被导电地耦合，从而一方面可提高根据本发明的方法的速度，另一方面可简化电极的接触。
在本发明的一个较优的实施例中，向所述电极分配用于施加所述电压的电可接触的特定接触区。不同孔室的至少两个耦合的电极可经由公共接触区来接触。从而可简化制造，并分别将必要的电触点和电线的量最小化。
在根据本发明的容器的一个特定实施例中，规定孔室相应的第二电极有一个特别为其分配的接触区。该容器的这一实施例确保各个电极可被直接和安全地接触以便于单个孔室的单独激活。因此，在本发明的一个优选实施例中，规定所述接触区被直接连接到电极上。
在本发明的一个较优的实施例中，电极被设置在容器底面上的电极的底部(下面)，从而使得它们可以从底部被接触，并且容器从顶端和边侧仍保持可及，这是一个优点，特别是对于自动方法而言。接触区至少可完全地占据电极的下底，如果电极由导电的聚合物构成，则这对孔室内电场的均匀分布有积极的影响。
对于特定的应用，特别是HT应用，建议提供多个孔室，6、8、12、16、24、32、48、64、96、128、192、384、1536、3456或6144个尤佳。
在本发明的一个较优的实施例中，多个孔室被设置成一行或者平行的至少两行，并且被设置在一行中不同孔室的相同一侧的电极中至少有一部分被导电地耦合。通过这种特别的配置，就可大大简化容器的制造，此外因为材料成本可以被降低，所以这种容器也较为廉价。
相邻行的不同孔室的至少两个对置的电极被导电地耦合，从而可简化并以较为廉价的方式来执行根据本发明的容器的制造。
至少一个电极可以由例如金属构成，金银或是铝尤佳。
在本发明的一个尤优的实施例中，规定至少一个电极由掺杂了导电材料，尤其是碳化纤维、石墨、炭黑和/或碳纳米管的聚合物构成，掺杂的浓度在40％到80％w/w尤佳。聚合物可以是例如聚碳酸酯、聚醚醚酮、聚丙烯、聚酰胺(优选聚酰胺6或聚酰胺66)、聚苯硫醚(polyphenylensulfide)或这些聚合物的混合物，或是包含这些聚合物中的一种或几种作为主要组分。此类具有高导电性的聚合物电极可以在注模工艺中制造，而且它们不会释放可能影响或损害试验结果的细胞毒素物质。
在本发明的一个较优的实施例中，所述接触区包括接触材料，所述接触材料被连接到所述电极，并且在温度为23℃时比构成所述电极的材料具有更低的电阻率或边界电阻。优选的是所述接触材料是金属，铜尤佳，或者是固有导电的合成材料和/或所述接触材料在温度为23℃时有低于1×10-5Ω·cm的电阻率，1×10-6Ω·cm到2×10-6Ω·cm尤佳。特别是在使用具有相对较高的输入电阻的聚合物电极时，诸电极的总电阻可以由于接触材料的作用而被显著降低。
此问题也可通过一种制造容器的方法来解决，在该方法中，首先用不导电的聚合物来注模出构建孔室并且每个孔室包括至少两个备用区的壁区，随后给备用区提供导电材料；或者首先每个孔室用导电材料制造孔室至少两个区或将其放置在模制框架中，随后用不导电的聚合物孔室在所述的至少两个区周围注模出构建孔室的壁区，其中不同孔室的包括电导材料的至少两个区被相互导电地耦合，并且至少给孔室相应的其它区提供到电触点的单独连接。该方法允许根据本发明的容器的无故障且廉价的制造。
在该制造方法的一个尤优的实施例中规定对于电接触，要将接触材料连接到导电材料，或者将接触材料，金属或固有导电的合成材料尤佳，通过压力和/或热的作用连接到导电材料，最好是采用热模压和/或通过优选具有较低电阻率的粘着层的作用来连接。
采用这种制造方法，优选至少一组孔室或所有孔室经由具有导电材料的至少一个相应区被导电地连接。
导电材料可以是可被放进备用区中的例如金属电极等，金，银或铝尤佳。或者，可以在将所述导电材料放入模制框架后在其周围注模。
在替换和较优制造方法中，优选将掺杂了电导材料(特别是碳化纤维、石墨碳黑和/或碳纳米管)、掺杂浓度在40％到80％尤佳的聚合体，的导电材料的聚合物电极在模制框架或所述备用区中注模。
此外，该问题也可由用于如上所述地电接触的装置来解决，其中，分别为所述容器的一个孔室的至少一个第二电极分别提供一个接触元件，并且为所述被电耦合的诸第一电极提供一些接触元件，优选的是1到6个。在该实施例中，没有被耦合的第二电极分别由一个接触元件接触，从而使得相应的孔室可以被单独开关。因为对于被耦合的诸第一电极只需要一些接触元件，所以可以减少构造上的劳动，而且由此简化根据本发明的装置的制造。接触元件可以是针式触点，弹簧式触点或类似的触点。
在本发明的一个较优的实施例中，提供一种可在上面排列所述接触元件的结构(优选为板状结构)，该结构可以垂直和/或水平移动，特别是借助于电机。
优选的是提供用于安装所述容器的平台，它可以水平和/或垂直地移动，特别是借助于电机。该平台至少具有一个开口，或者是穿孔的板，其中孔的数量优选与接触元件的数目相对应。这些开口或孔用于插入接触元件以便于接触电极。
此外，提供放置所述接触元件的内部空间，且/或提供可通过其插入所述接触元件的至少一个开口。因此，电触点被排列在装置的内部空间中，以使得操作装置的人员的安全得到保证。
本实施例的一个优点是在外壳上提供了开口，容器和/或平台可以通过该开口被插入到内部空间中，从而提高了装置的安全性。
在一个较优的实施例中，根据本发明的装置可包括至少一个存储单元，或可被连接到至少一个存储单元，其中所述存储单元优选是电容器。多个存储单元并联或串联也是可能的。
此外，在所述存储单元和所述容器的所述电极之间设置至少一个开关元件，且/或其中向每个内部空间和/或每组被耦合的电极提供一个开关元件，其中开关元件优选是继电器。通过操作(控制)开关元件，各个电极或孔室就可以被各别地和安全地开关。
在本发明的一个特定实施例中，规定开关元件被直接连接到接触元件，最好是在上面排列了接触元件的结构的底部。这种较优的配置使得根据本发明的装置结构非常紧凑。
附图说明
以下参考附图详细描述本发明。
图1示出了用于演示根据本发明的方法的根据本发明的装置的一个实施例的不同视图，
a)透视图，
b)俯视图，
c)仰视图；
图2示出了根据本发明的装置的可被插入到特别为此设计的框架里的呈条状的特定实施例的不同的俯视图，
a)框架被部分装载时，
b)框架被完全装载时；
图3示出了根据本发明的容器的具有96个孔室的实施例的透视图，
a)整个微量滴定板
b)孔室的具体示意
图4示出了对应于图3所述装置的底面的俯视图；
图5示出了本发明装置中接触元件的排列的示意图；
图6示出了根据本发明的装置中接触元件的排列的另一实施例的示意图；
图7示出了用于电连接根据本发明的容器的根据本发明的装置的透视示意图；
图8示出了用于实现根据本发明的方法的配置的电路图，
a)具有公用/共用阴极的实施例，
b)对应于图5的连接元件排列的实施例；
图9是示出根据本发明的方法的一个实施例的各个步骤的流程图。
发明详述
图1示出了根据本发明的容器1的一个尤优的实施例的不同视图。容器1在a)透视图、b)俯视图和c)仰视图中描述。根据本发明的容器1包括16个孔室2，每个孔室2由壁区3构建。每个孔室2包括一对电极，其中包括第一电极4和第二电极5。壁区3由例如玻璃或塑料等不导电的材料构成，而电极4、5由导电材料构成。例如，电极4、5因而可以由金属，即铝、铜、银或者金等构成。然而，由掺杂了导电材料的聚合物构成的电极是优选的。在这种情况下，所掺杂质可以包括，例如，碳化纤维、石墨、炭黑(碳黑)和/或碳纳米管。所述聚合物可以包括浓度为40-80％w/w的杂质。此类导电聚合物是有益的，因为它们能以合适的成本在注模工艺中制造，并且和由金属制成的电极相比，它们不会释放细胞毒素金属离子。聚合物里杂质的浓度应被选择为，一方面使聚合物有足够的导电性，另一方面使注模仍然可行。这些特征在浓度为40-80％w/w的范围内可以得到保证。
在每个孔室2中，第一电极4和第二电极5界定了间隙6，用于接收除了活细胞以外还溶解了例如核酸等生物活性分子的细胞悬浮。当对该对电极施加电压时，电流流经间隙6中的细胞悬浮，从而使所述生物活性分子转移到所述活细胞中。该技术通常被称为电穿孔。当施加电压时，两个电极4、5具有相反极性，即电极4、5中的一个呈负电势，因此作阴极用，而电极4、5中的另一个呈正电势因此作阳极用。因此，取决于电流方向，第一电极4和第二电极5可分别作为阴极和阳极使用，其中，透视极性(perspective polarity)对本发明而言并不重要。例如，采用直流电时相对的极性是固定的，而采用交流电时，极性双向共振从而产生交变场。
向每个电极4、5分配接触区7，用于建立电接触。所述接触区7可以，例如，和优选为电容器的存储单元相连接，该存储单元可以被选择性地放电以在间隙6中产生电场。在图1中所描绘的容器中，接触区7被设置在电极4、5的底面(下面)处，这从视图c)中可以明显看出。在该实施例中，电极4、5由掺杂了导电材料的聚合物制成。接触区7包括与导电聚合物非常紧密地连接的接触材料，连接方式以压力和热作用的方法，即热模压为佳。接触材料比制成电极4、5的导电材料分别具有更低的电阻率(在23℃下)和输入或边界电阻。在该实施例中，接触区包括用热模压连接到电极4、5的铜箔。正如从视图c)可进一步明确的，所有第一电极4都包括公共接触区8，即例如，当施加电压时容器1的所有电极中显示相同极性的部分，例如，如果使用直流电，则是所有的阴极。所述接触区8包括连续的条或带，它延伸到所有第一电极4并将它们完全覆盖。因此，所述容器1的所有第一电极4都被导电地耦合。此措施的一个优点是，根据本发明的容器1能以低成本容易地制造，并且同极性的电极可以经由单一的电连接被电接触，从而导致复杂度显著降低。孔室2的相应的第二电极5包括特别向其分配的接触区9。因此，每个孔室2的第二电极5可以经由单独的接触区9单独连接。因此，每个孔室2中电场的生成可以被单独操作。单独控制每个孔室2是有利的，因为可对每个孔室2的电参数进行个别调节，从而可以分别对放置在不同孔室2中的各个细胞悬浮和探针应用不同的条件。
在本实施例中，16个孔室2被排列成两行10，11，每一行包括八个孔室2。由于这种成行的排列，各自对置的、分别设置在行10、11之一的同一侧的第一电极4与相邻行10，11的第一电极4，可以被电耦合。因此，根据本发明的容器1的制造被简化，所需要的材料更少而且减少了额外的电接触。因为在本实施例中，接触区7、8、9被设置在容器1的底面13上的电极4、5的底面，即下面，所以电接触可以从底部实现。因此，可进一步减少构造上的劳动，特别是在要使用有许多许多孔室(例如，96个或更多)的容器的情况下。另外，因为电极4、5都可以从底部被接触，所以可以避免使用从上方浸入到细胞悬浮中的电极，这对间隙6内电场的均匀性有积极的影响。
图2示出了根据本发明的容器15的一个特定实施例的俯视图，该容器15通常对应于根据图1的容器1。容器15也被设计成条状，并且至少在一个自由顶端处包括特别的紧固件16，用于将所述条状容器进步在框架17中。如视图a)所示，每个均包括16个孔室的单个容器15可被插入到框架16中以及从该处移走。因此，即使个体的容器15必须被处理掉，框架17也可被重复使用。因此，所需材料就更少，并可提高环境适应性。此外，取决于框架17的尺寸，所示系统可被可变地配备不同数目的孔室。视图b)示出了配备了六个容器15的被完全装载的框架17。因此，可使用与标准的微量滴定板对应的96个孔室。
图3示出了根据本发明的容器20的另一个实施例，该容器20一般对应于根据图1的容器1。和以上描述的容器1相对比，容器20包括总计96个孔室，它们被排列成12行，每一行包括八个孔室21。透视图中示意性地描绘了单个孔室21。该孔室21有一个形状像圆柱体的由导电聚合物制成的壁区22。孔室21还包括一对电极，其中包括第一电极23和第二电极24。两个电极23、24界定了用于分别接收细胞悬浮和探针的间隙25。孔室21的壁区22在顶部开口，以允许充注间隙25，其中内表面26朝间隙25方向从开口27往内逐渐变窄。由于开口27的这种漏斗状设计，所以方便了孔室21的填充，因为开口27可引导移液管的顶端。由于侧壁28朝底面方向横向逐渐变细，间隙25进一步变窄，以至于它在底部区域最终变得像一个尖端。因此，确保即使是例如小于100μl的很小的量，电极23、24之间的间隙25也可接收。此外，间隙25的这种设计使得孔室21适合接收各种容量而无须改变孔室21的外部尺寸以及整个孔室21。结果，如果提供容器20用于自动化过程，则这将尤为有利。为了使孔室21适应不同的容积，仅需在制造过程中改变侧壁28的倾斜度。
图4示出了根据图3的容器20的底面。如根据图1c)的容器1一样，在本实施例中，相邻两行的第一电极(该表示中不可见)，即例如当施加直流电压时显示出相同极性的电极，将包括公共接触区29。因此，在该示例中，16个孔室21总是经由它们的第一电极23被电耦合。容器20因此包括总计六个公共接触区29。每个孔室21的在施加例如直流电压时显示出相反极性的相应的第二电极24完全不被耦合，每个第二电极24包括它自己的接触区30。由于这种特别的配置，根据本发明的容器20的制造被简化，而同时每个个体孔室21的单独控制仍然可行。容器的多个第一电极的电耦合减少了总的构造上的劳动，并且还允许能从底部有效和安全地与电极接触。这将可从图5和图6分别明确。
在以上描述的实施例中，每个电极4、5、23、24都被设计成半圆状。然而，电极最少可以被部分构成，例如板状，即扁平状。在一个优选实施例中，电极被设计成例如在容器底部为半圆状而沿间隙往上为板状。但是还有其它替换设计可行。
图5示出了用于与根据本发明的容器接触的根据本发明的装置中的接触元件31的排列的示意图。接触元件31被排列在专门为此设计的结构32上面或里面。所述结构32可以是诸如板或框架。所述接触单元31可以为诸如针式触点、弹簧式触点或类似的触点。在本实施例中，接触元件31被排列在结构32上，使得它们特别适合分别根据图3和4的本发明容器20的电接触。提供在该表示中被描绘成黑点的各个接触元件33是用来分别接触被电耦合的第一电极和公共接触区。作为对比，提供在该表示中被描绘成白色的接触元件34是用来接触可以被单独接触的第二电极。因此，在所述实施例中，分别给每个不被耦合的第二电极提供一个接触元件34，而仅给所有被电耦合的第一电极提供一个接触元件33。因此每组双行的孔室仅仅需要一个接触元件33。另外，所有的接触元件33可被电耦合从而显著减少了电连接的数目。因此可降低制造成本和构造上的劳动。然而，因为向每个孔室分配了单个的接触元件34，所以每个孔室的单独控制得以保留。
图6示出了对应于图5的排列的接触元件31的替换排列，其区别在于为被耦合的电极提供了总计三个接触元件33这一特征。这三个接触元件33沿被耦合的第二电极的公共接触区排列成一行。通过提供额外的两个接触元件33，就可改善电极触。此外，可以显著降低不良或遗漏接触的可能性。该实施例还允许使用这三个接触元件33中的两个来测量电阻，从而验证根据图2的框架17中单个容器15的存在。
接触元件31被排列在根据图5和6的结构32上，使得例如根据图3和4的容器20的底面可被简单地放到结构32上以实现电接触。接触元件31的排列恰好分别对应于被耦合的第一电极和不被耦合的第二电极24的接触区29、30的排列。
图7示出了用于接触根据本发明的容器的根据本发明的装置35的透视示意图。该装置35包括：外壳36，以及设置在所述外壳36内的板37，在板37上固定有针状的接触元件38。板37分别对应于根据图5和6的结构32。板37可以垂直移动，其中移动所述板37的机制没有在该表示中详细描述。装置35还包括可水平移动的平台39，其中移动所述平台39的机制也没有在该表示中详细描述。平台39可以通过所述外壳36的开口40被移到所述外壳36的内部空间41中。因此，外壳36实际上是一种库房(garage)，在其中可发生放电。出于安全原因这将是有利的，因为配合例如电穿孔将使用高压脉冲，而这对用户可能是有危害的。在该实施例中，用户仅需要将包括探针的容器放置在平台39上，而不需要在后续处理中再接触根据本发明的装置35。例如，如果将根据本发明的容器，例如根据图3和4的容器20放到平台39上，则包括容器的平台39随即通过开口40被移到根据本发明的装置35的外壳36的内部空间41中。这可以通过电机驱动机制自动完成。当包括容器的平台39已完全位于内部空间41之中时，包括接触元件38的板37被向上移动。由此，针状的接触元件38通过平台39上相应的孔42被插入，从而它们能接触容器的接触区。因此，接触元件38和容器电极之间的电接触被建立。随后，在保护外壳36内，用于在各个孔室中产生电场的电压脉冲可以被激活。
根据本发明的装置35同样适用于全自动化过程中根据本发明的容器的接触，特别适用于特征在于通量非常高的方法。根据本发明的装置可确保此类方法安全和可靠的实现。在替换和不同实施例中，也可以将包括容器的平台留在外壳的外面，而只垂直和/或水平移动具有接触元件的结构从而来接触电极。在此情况下，电接触只有在使用者已经将容器放置在了平台上并且不再触碰装置时才能完成。因为在全自动化的过程中，容器的放置不是通过手工而是机械地完成的，所以这种替换实施例也会是有利的，因为可使根据本发明的装置的结构更紧凑。
图8a)示出了用于实现根据本发明的方法的根据本发明的配置45的一个实施例的示意电路图。配置45包括具有两个存储单元47、48的脉冲发生器46。这些存储单元47和48分别是被充到预定电荷并可通过选择性放电来释放规定的电压脉冲的电容器。存储单元47，48由能量存储单元51的其它存储单元49、50充到预置的电荷，其中存储单元49，50也可是电容器。为此，存储单元49、50由电源52供给能量。在电源52和存储单元49、50之间插入其它存储单元49、50是有利的，因为存储单元47、48可以被更快地充电从而可产生更快的脉冲串。存储单元47、48直接和用于控制存储单元47、48的选择性放电的功率半导体(未示出)连接。功率半导体可以是例如IGBT或者MOSFET等。但是也可使用允许以所需的电路时间来操作电压或电流的其它电子部件。使用两个存储单元47、48允许一个接一个地释放两个电压脉冲，其中只有很短的中断或没有中断。这对于特殊细胞类型的电穿孔是有利的。在这些特定应用中，短持续期的高压脉冲后面紧跟着较长的低压脉冲，其中第二个脉冲可紧跟第一个脉冲，之间没有中断。
在本实施例中，脉冲发生器46，即存储单元47以及存储单元48，经由传感电阻被连接到公共电极56。公共电极56可以是例如设置在根据本发明的容器的底部区域中、并延伸覆盖全部孔室(在本实施例中是96个)的电极板。因此，在本实施例中，容器的所有第一电极都是电耦合的，即当施加直流电压时显示相同极性。此外，存储单元47、48经由独有地分配给每个孔室的开关单元57被连接到孔室相应的第二电极。开关单元57优选是继电器。在施加例如直流电压时相对电极56显示出相反极性的第二电极58为单针状电极，它们从上方分别浸入到孔室和细胞悬浮或探针里。因为向96个孔室中的一个孔室的每个第二电极58分配一个继电器，所以每个孔室可分别被单独开关和控制，从而使得由脉冲发生器46释放的各个电压脉冲排它地导致分别被激活的孔室里电场的产生。由于第一电极的电耦合导致形成一个公共电极56，所以构造上的劳动，特别是在单个电极的配线中的劳动可以显著减少。在本实施例中，容器的96个孔室可以经由96个开关元件57单独激活，从而在每个单独孔室中，电参数都可以改变。优选的是，开关元件57是串联的，即不同孔室中电场的产生是相继完成的。或者，例如可以提供两个脉冲发生器以允许平行地操作两个继电器，从而提高例如总的工作速度。然而，在这种情况下，容器的孔室必须被分成两个区域，其中每个都必须被连接到一个脉冲发生器，从而增加了总的构造上的劳动。
给存储单元49、50和存储单元47、48充电以及操作功率半导体和开关元件57是由控制单元59控制的，而控制单元59可由例如常规计算机来操作。在该较优的实施例中，在施加电压脉冲期间，电流可经由传感电阻55借助调节单元61来测量，以允许根据所释放的总电荷来控制该过程(Q控制)，其中所释放的总电荷由在预置时间片中电流的积分来确定。因此，一达到预定的电荷总量，控制单元59就可以使例如相应的继电器打开。通过控制单元59对根据本发明的方法的控制将参照图9详细讨论。
图8b)示出了用于实现根据本发明的方法的的装置62的另一个实施例，该配置62一般对应于根据图8a)的配置45。配置62不同于先前所述的配置45之处在于其没有公共第一电极，而是有总计六组被电耦合的第一电极63。该实施例非常适于分别配合根据图3和4的容器20和根据图5的结构32来使用。一个容器的两行各八个孔室相应的第一电极63(即总共16个电极)被电耦合(即有公共接触区)。因此，在本实施例中，脉冲发生器经由传感电阻55被连接到与被耦合的第一电极63相关的总共六个接触区。每个孔室相应的第二电极64每一个经由开关单元65被连接到脉冲发生器。因为在本实施例中，孔室的每个第二电极都可以经由排他地分配给该相应第二电极的开关元件65来单独地激活，所以在96个孔室里的每一个孔室中电场的发生都可以被单独控制，并且要被激活的相应孔室可以自由选择。
图9是示出根据本发明的方法的一个实施例的各个步骤70到84的流程图。在该例程开始后，在步骤70首先获取电压脉冲的程序。随后，在步骤71，为预置的孔室创建脉冲参数列表。在步骤72，然后根据步骤71的列表来分别操作允许预置的一个或多个孔室的单独激活的第一个和下一个开关元件，或者取决于具体实施例，为第一组和下一组开关元件。在步骤73，测量要被激活的孔室的电阻。在步骤74，将所测得的电阻和目标值相比较。如果所测得的电阻不在目标范围之内，例如如果孔室是空的，则该例程在步骤75回到步骤72，并操作列表中的下一个(或多个)开关元件被操作，即该例程切换到下一个预置的孔室，由此再次经过出错循环。如果电阻落在目标范围之内，即如果孔室注满了正确的细胞悬浮，则该例程切换到步骤76。在步骤76，一个存储单元或多个存储单元被充到预置电压(U1)或分别被充到预置电压U1和U2。如果提供一个存储单元，则可以通过具有电压U1的一个电压脉冲来实现根据本发明的方法。作为对比，如果提供两个存储单元，则可以通过一个接一个且之间有很短的终端或没有终端的两个电压脉冲来实现根据本发明的方法其中这两个脉冲的电压分别为U1和U2。在步骤77，给存储单元充电的电压被关断，而且第一存储单元(U1)的功率半导体被关闭，从而使得预置孔室曝露于电压脉冲之下。因此，电流可以经由传感电阻来测量和控制。如果只分别使用了一个存储单元和一个电压脉冲，则该例程直接切换到步骤79或步骤80。或者，第一存储单元(U1)的功率半导体器件在预置的时间后也可被打开，其中该例程直接切换到步骤84。作为对比，如果使用了两个存储单元来释放两个电压脉冲，则该例程首先切换到步骤78。在步骤78，第一存储单元(U1)的功率半导体在预置的时间后被打开，而第二存储单元(U2)的功率半导体被关闭，以释放第二个电压脉冲。在步骤79，用电流的周期测量值来对电荷积分，从而确定相应的总电荷。在步骤80，首先确定是否已达到预置的电压脉冲最大持续期。在肯定的情况下，经由出错循环(步骤82)将电压脉冲中断，即例程切换到步骤83。如果还没有达到脉冲最大的持续期，则在步骤81确定是否达到了预置的总电荷。在否定的情况下，该例程回到步骤79，并且该循环再次运行。如果达到了预置的总电荷，则该例程切换到步骤83，在此第一存储单元(U1)、或者(若适用)第二存储单元(U2)的功率半导体器件，被打开。在步骤84，确定是否到达列表的结尾。在否定的情况下，该例程回到步骤72并且再次运行整个循环。如果已到达列表的结尾，则该例程结束。每个孔室中电场的产生由此可以单独控制，其中对于任何单个孔室，脉冲参数都可被预置和单独控制。每个单独的孔室中电场的产生是顺序完成的，其中要被激活的孔室的次序或顺序可以任意预置。
附图标记列表
1.容器
2.孔室
3.壁区
4.第一电极
5.第二电极
6.间隙
7.接触区
8.接触区
9.接触区
10.行
11.行
12.下面
13.底面
15.容器
16.紧固件
17.框架
20.容器
21.孔室
22.壁区
23.第一电极
24.第二电极
25.间隙
26.表面
27.开口
28.侧壁
29.接触区
30.接触区
31.接触元件
32.结构
33.接触元件
34.接触元件
35.装置
36.外壳
37.板
38.接触元件
39.平台
40.外壳的开口
41.内部空间
42.孔
45.配置
46.脉冲发生器
47.存储单元
48.存储单元
49.存储单元
50.存储单元
51.能量存储单元
52.电源
55.传感电阻
56.电极
57.开关元件
58.电极
59.控制单元
60.计算机
61.调节单元
62.配置
63.第一电极
64.第二电极
65.开关单元
70-84.步骤

Claims (38)

1.一种具有平行的至少两行孔室(2，21)的容器(1，15，20)，所述的每个孔室(2，21)包括至少一对电极，所述电极对含有第一电极(4，23)和第二电极(5，24)，用于施加在一个孔室(2，21)中产生电场的电压，其中设置在一行上的不同孔室(2，21)的同一侧的至少一部分第一电极(4，23)被导电地耦合，并且所述孔室(2，21)的至少一个第二电极是可单独导电地连接的，所述容器(1，15，20)的特征在于，相邻行的不同孔室(2，21)的至少两个对置的第一电极(4，23)被导电地耦合。
2.如权利要求1所述的容器，其特征在于，向所述电极(4，5，23，24)分配了可电接触以便于施加所述电压的特定接触区(7，8，9，29，30)。
3.如权利要求2所述的容器，其特征在于，所述的不同孔室(2，21)的至少两个被耦合的电极(4，23)可通过公共接触区(8，29)的方式来接触。
4.如权利要求2或3所述的容器，其特征在于，所述孔室(2，21)相应的第二电极(5，24)有专门为其分配的接触区(9，30)。
5.如权利要求2或3所述的容器，其特征在于，所述接触区(7，8，9，29，30)被直接连接到所述电极(4，5，23，24)。
6.如权利要求2或3所述的容器，其特征在于，所述接触区(7，8，9，29，30)被设置在所述容器(1，15，20)的底面上的所述电极(4，5，23，24)的底面处。
7.如权利要求1所述的容器，其特征在于，提供了多个孔室(2，21)。
8.如权利要求7所述的容器，其特征在于，提供了6，8，12，16，24，32，48，64，96，128，192，384，1536，3456或6144个孔室(2，21)。
9.如权利要求1所述的容器，其特征在于，至少一个电极(4，5，23，24)由掺杂了导电材料的聚合物构成。
10.如权利要求9所述的容器，其特征在于，所述导电材料是碳化纤维、石墨、炭黑和/或碳纳米管中的至少一个。
11.如权利要求9所述的容器，其特征在于，所述导电材料在聚合物中的掺杂浓度为40％到80％w/w。
12.如权利要求2所述的容器，其特征在于，所述接触区(7，8，9，29，30)包括被连接到所述电极(4，5，23，24)、而且在温度为23℃时电阻率或边界电阻小于构成所述电极(4，5，23，24)的材料的接触材料。
13.如权利要求12所述的容器，其特征在于，所述接触材料是金属，或者是固有导电的合成材料，且/或所述接触材料在温度为23℃时电阻率低于1×10-5Ω·cm。
14.如权利要求12所述的容器，其特征在于，所述接触材料是铜。
15.如权利要求12所述的容器，其特征在于，所述接触材料在温度为23℃时电阻率为1×10-6Ω·cm到2×10-6Ω·cm。
16.一种制造如权利要求1到15中的任何一个所述的容器(1，15，20)的方法，其中，首先用不导电的聚合物来对构建孔室(2，21)并且每个孔室(2，21)包括至少两个备用区的壁区(3)进行注模，随后给所述备用区提供导电材料；或者，首先每个孔室(2，21)用导电材料制造至少两个区，或将所述的至少两个区放置在模制框架中，随后用不导电的聚合物在所述的至少两个区周围注模出构建所述孔室(2，21)的壁区(3)，其中不同孔室(2，21)的包括导电材料的至少两个区，被相互导电地耦合，并且至少给孔室(2，21)相应的另一个区提供到所述电触点的单独连接。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，为了电接触，将接触材料连接到所述电导材料，或者将接触材料通过压力和/或热作用连接到所述导电材料，和/或通过粘着层的作用来连接。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述接触材料为金属或固有导电合成材料。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，采用热模压将所述接触材料连接到所述电导材料。
20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述粘着层具有较低的电阻率。
21.用于电接触至少一个如权利要求1到15中的任何一个所述的容器(1，15，20)的装置，其中分别为所述容器(1，15，20)的一个孔室(2，21)的至少一个第二电极(5，24)分别提供一个接触元件(31，34，38)，并且为所述被电耦合的第一电极(4，23)提供一些接触元件(31，33)。
22.如权利要求21所述的装置，其中接触元件(31，33)的数量为1到6个。
23.如权利要求21所述的装置，其特征在于，提供一结构(32)，用于在上面排列所述接触元件(31，33，34，38)。
24.如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述结构(32)为板(37)状。
25.如权利要求23所述的装置，其特征在于，所述结构(32)可以垂直和/或水平移动。
26.如权利要求25所述的装置，其特征在于，所述结构(32)可借助于电机来进行所述的移动。
27.如权利要求21所述的装置，其特征在于，提供了用于安装所述容器(1，15，20)的平台，所述平台可以水平和/或垂直移动。
28.如权利要求27所述的装置，其特征在于，所述平台可借助于电机来进行所述的移动。
29.如权利要求27所述的装置，其特征在于，为所述平台(39)提供至少一个开口，或者所述平台是穿孔板。
30.如权利要求29所述的装置，其特征在于，孔(42)的数目与接触元件(31，33，34，38)的数目对应。
31.如权利要求21所述的装置，其特征在于，提供了内部空间(41)，在所述内部空间(41)中放置所述接触元件(38)，且/或提供至少一个开口，通过所述至少一个开口可插入所述接触元件(38)。
32.如权利要求21所述的装置，其特征在于，提供了外壳上的开口(40)，通过所述的外壳上的开口(40)可将所述容器(1，15，20)和/或所述平台(39)插入到所述内部空间(41)中。
33.如权利要求21所述的装置，其特征在于，包括至少一个存储单元(47，48，49，50)，或可被连接到至少一个存储单元(47，48，49，50)。
34.如权利要求33所述的装置，其特征在于，所述存储单元(47，48，49，50)是电容器。
35.如权利要求33所述的装置，其特征在于，在所述存储单元(47，48，49，50)和所述容器(1，15，20)的所述电极(4，5，23，24)之间设置至少一个开关元件(57，65)，且/或向每个内部空间(2，21)和/或每组被耦合的电极(4，23)分配一个开关元件(57，65)。
36.如权利要求35所述的装置，其特征在于，所述开关元件(57，65)是继电器。
37.如权利要求35所述的装置，其特征在于，所述开关元件(57，65)被直接连接到所述接触元件(31，33，34，38)。
38.如权利要求37所述的装置，其特征在于，所述开关元件(57，65)在排列了所述接触元件(31，33，34，38)的所述结构(32)下面被直接连接到所述接触元件(31，33，34，38)。
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