DD213360A1 - DEVICE FOR THE DIELECTROPHORETIC COLLECTION OF SUSPENDED PARTICLES - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur dielektrophoretischen Sammlung suspendierter Teilchen, insbesondere biologische Zellen und/oder Vesikel, im hochfrequenten elektrischen Wechselfeld. Das Ziel und die Aufgabe besteht darin, den Anteil der dielektrophoretisch gesammelten biologischen Zellen und/ oder Vesikel gegenueber bekannten Anordnungen zu steigern, durch Anlegen eines homogenen elektrischen Hochfrequenzfeldes. Die Vorrichtung besteht aus parallelen ebenen Plattenelektroden bzw. aus koaxialen Zylindern. Die Vorrichtung eignet sich insbesondere fuer die Hybridzelltechnik, die medizinisch-biologische Forschung und fuer die Biotechnologie.The invention relates to a device for the dielectrophoretic collection of suspended particles, in particular biological cells and / or vesicles, in the high-frequency alternating electric field. The aim and the object is to increase the proportion of dielectrophoretically collected biological cells and / or vesicles compared to known arrangements, by applying a homogeneous high-frequency electric field. The device consists of parallel planar plate electrodes or of coaxial cylinders. The device is particularly suitable for hybrid cell technology, medical-biological research and biotechnology.
Description
Erfinder: Dr. P. Stoiley, Dr. G. DreyerInventor: Dr. P. Stoiley, dr. G. Dreyer
Vorrichtung zur dielektrophoretischen Sammlung suspendierter TeilchenDevice for the dielectrophoretic collection of suspended particles
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur dielektrophoretischen Sammlung suspendierter Teilchen, insbesondere biologischer Zellen und/oder Vesikal, im hochfrequenten elektrischen Wechselfeld. Anwendung findet dieses Verfahren insbesondere in der Hybridzelltechnik, der medizinisch-biologischen Forschung und in der Biotechnologie«The invention relates to a device for the dielectrophoretic collection of suspended particles, in particular biological cells and / or vesical, in the high-frequency alternating electric field. This process is used in particular in hybrid cell technology, medical-biological research and biotechnology «
Die Sammlung suspendierter biologischer Zellen und/oder Vesikel wie Liposomen oder Zellschatten zu linearen Aggregaten zum Zwekke ihrer anschließenden Fuaionierung geschieht in inhomogenen elektrischen Hochfrequenzfeidern. Bei bekannten Anordnungen wird die Inhomogenität des slektrischen Hochfrequenzfeldes durch eine entsprechende Elektrodengeoraetrie erreicht, z.B. durch parallele Zylinderelektroden oder eine Spitze/Platte-Elektrodenanordnung / U. Zimmermann, 3, Vienken; α. Membrane Biol. 67, 165 - 182 (1982) /.The collection of suspended biological cells and / or vesicles such as liposomes or cell shadows to linear aggregates for the purpose of their subsequent Fuaionierung done in inhomogeneous high-frequency electric field. In known arrangements, the inhomogeneity of the high-frequency radio-frequency field is achieved by a corresponding electrode geometry, for example by parallel cylinder electrodes or a tip / plate electrode arrangement / U. Zimmermann, 3, Vienken; α. Membrane Biol. 67 , 165-182 (1982).
Die dielektrophoretische Sammlung der biol. Zellen und/oder Vesikel ist nur bei hinreichend großer Feldstärke des elektr. Hochfrequenzfeldes möglich. Ist diese Feldstärke in einem Suspensionsgefäß mit den o.g. Elektroden für den engsten Teil des Elektrodenzwischenraumes realisiert, dann werden die ZellenThe dielectrophoretic collection of biol. Cells and / or vesicles is only with sufficiently large field strength of the electr. High frequency field possible. If this field strength in a suspension vessel with the o.g. Realized electrodes for the narrowest part of the electrode gap, then the cells
und/oder Vesikel außerhalb dieses Raumes durch das elektr» Hochfrequenzfeld nicht mehr aggregiert. Dies begrenzt die Ausbeute der dielektrophoretisch gesammelten biologischen Zellen und/oder Vesikel erheblich.and / or vesicles outside this space are no longer aggregated by the electric field. This significantly limits the yield of the dielectrophoretically collected biological cells and / or vesicles.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Nachteile der bekannten Verfahren zu vermeiden und aen Anteil der dielektrophoretisch gesammelten biologischen Zellen und/oder Vesikel wesentlich zu steigern.The object of the invention is to avoid the disadvantages of the known processes and to increase the proportion aen dielectrophoretically collected biological cells and / or vesicles essential.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Teilchensuspension insgesamt dielektrophoretisch homogen zu behandeln, d. h. an jedem Ort des Suspensionsvolumens nahezu die gleiche Feldstärke zur Bildung von Aggregaten zu ermöglichen. Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung zur dielektrophoretischen Sammlung suspendierter Teilchen erfindungsgemäS dadurch gelöst, daß in einem Gefäß, in dem die suspendierten Teilchen, insbesondere biologische Zellen und/oder Vesikel, befinden, zwei parallele sich gegenüberstehende Plattenelektroden angeordnet sind. Dadurch wird ein homogenes elektrisches Hochfrequenzfeld groBer räumlicher Ausdehnung erzeugt. Als Elektroden sind auch zwei koaxiale ineinander angeordnete Zylinder hinreichend großen Durchmessers geeignet, zwischen denen ein Ringspalt zur Aufnahme der Teilchensuspension vorhanden ist. Das für die Dielektrophorese erforderliche inhomogene elektrische Feld wird durch die suspendierten biologischen Zellen und/ oder Vesikel selbst erzeugt, wenn die elektrische Leitfähigkeit des Suspensionsmediums kleiner gewählt wird als diejenige des Zellinneren und die Frequenz des angelegten Wechselfeldes so hoch ist, daß der Wechselstrorawiderstand der Zeil- und Vesikelmembranen vernachlässigbar wird. Die elektrischen Feldlinien verlaufen dann vorzugsweise durch das Zeil- oder Vesikelinnere und verursachen in Teilchennähe einen Gradienten der elektrischen Feldstärke, wodurch es zur Bildung von linearen Teilchen-The object of the invention is to treat a particle suspension as a whole dielectrophoretically homogeneous, d. H. to allow almost the same field strength at each location of the suspension volume to form aggregates. The object is achieved with a device for the dielectrophoretic collection of suspended particles according to the invention in that two parallel plate electrodes are arranged in a vessel in which the suspended particles, in particular biological cells and / or vesicles, are located. This produces a homogeneous high frequency electric field of large spatial extent. Also suitable as electrodes are two coaxially arranged cylinders of sufficiently large diameter, between which an annular gap for receiving the particle suspension is present. The inhomogeneous electric field required for the dielectrophoresis is generated by the suspended biological cells and / or vesicles themselves, if the electrical conductivity of the suspension medium is chosen to be smaller than that of the cell interior and the frequency of the applied alternating field is so high that the AC resistance of the cell and vesicle membranes become negligible. The electric field lines then preferably pass through the cell or vesicle interior and cause a gradient of the electric field strength in the vicinity of the particle, which leads to the formation of linear particle
aggregaten kommt.aggregates comes.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß die Ausbeute an Teilchenaggregaten gegenüber den herkömmlichen Anordnungen wesentlich erhöht ist. Ferner ist die Überführung der Aggregate, z. B« in ein Inkubationsgefäß, leichter durchführbar.The advantage of the device according to the invention is that the yield of particle aggregates is substantially increased compared to the conventional arrangements. Furthermore, the transfer of aggregates, z. B "into an incubation vessel, easier to carry out.
Zwei ebene Elektroden aus zellverträglichem Material (2. 8. Edelstahl) mit rundem oder rechteckigem Querschnitt werden parallel und einander gegenüber in geringem Abstand (z. B. 1 mm) angeordnet, so daß sich zwischen den Elektroden ein freies Volumen für die Teilchensuspension ergibt. Die beiden Plattenelektroden werden mit einem elektrischen Hochfrequenzgenerator (z. B. 1 MHz) verbunden. Die dielektrophoretisch zu sammelnden biologischen Zellen und/oder Vesikel werden in einem isotoraischen Medium geringer elektrischer Leitfähigkeit (z. B. 5,4%ige Glucoselösung) suspendiert und in den Elektroden· Zwischenraum gebracht. Nach dem Anlegen der elektrischen Hochfrequenzspannung (ζ. B. 100 V) bilden sich in der Suspension lineare Zeil- und/oder Vesikelaggregate, die vorzugsweise in Richtung der Eiektrodennormalen angeordnet sind.Two planar electrodes made of cell-compatible material (2. 8 stainless steel) with a round or rectangular cross-section are arranged parallel and opposite each other at a small distance (eg 1 mm) so that a free volume for the particle suspension results between the electrodes. The two plate electrodes are connected to an electrical high frequency generator (eg 1 MHz). The dielectrophoretically to be collected biological cells and / or vesicles are suspended in an isotoraic medium of low electrical conductivity (eg., 5.4% glucose solution) and placed in the electrodes · space. After the application of the electrical high-frequency voltage (ζ B. 100 V), linear cell and / or vesicle aggregates form in the suspension, which are preferably arranged in the direction of the electrode normal.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD24764083A DD213360A1 (en) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | DEVICE FOR THE DIELECTROPHORETIC COLLECTION OF SUSPENDED PARTICLES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD24764083A DD213360A1 (en) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | DEVICE FOR THE DIELECTROPHORETIC COLLECTION OF SUSPENDED PARTICLES |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD213360A1 true DD213360A1 (en) | 1984-09-12 |
Family
ID=5544717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD24764083A DD213360A1 (en) | 1983-02-02 | 1983-02-02 | DEVICE FOR THE DIELECTROPHORETIC COLLECTION OF SUSPENDED PARTICLES |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD213360A1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1987006851A1 (en) * | 1986-05-09 | 1987-11-19 | Electropore, Inc. | Apparatus and method for vesicle poration, loading and fusion |
| US4849089A (en) * | 1986-05-09 | 1989-07-18 | Electropore, Inc. | Disposable electromanipulation chamber |
| US4906576A (en) * | 1986-05-09 | 1990-03-06 | Electropore, Inc. | High speed, high power apparatus for vesicle prealignment, poration, loading and fusion in uniform electric fields and method therefor |
| WO2001017662A3 (en) * | 1999-09-03 | 2001-12-06 | Cleveland Clinic Foundation | Continuous particle and molecule separation with an annular flow channel |
-
1983
- 1983-02-02 DD DD24764083A patent/DD213360A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US4849089A (en) * | 1986-05-09 | 1989-07-18 | Electropore, Inc. | Disposable electromanipulation chamber |
| US4906576A (en) * | 1986-05-09 | 1990-03-06 | Electropore, Inc. | High speed, high power apparatus for vesicle prealignment, poration, loading and fusion in uniform electric fields and method therefor |
| WO2001017662A3 (en) * | 1999-09-03 | 2001-12-06 | Cleveland Clinic Foundation | Continuous particle and molecule separation with an annular flow channel |
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Legal Events
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