DE102004026087A1

DE102004026087A1 - Nano-cannula

Info

Publication number: DE102004026087A1
Application number: DE200410026087
Authority: DE
Inventors: Michael Dr. Giersig; José Dr. Rojas-Chapana
Original assignee: Stiftung Caesar Center of Advanced European Studies and Research
Current assignee: Stiftung Caesar Center of Advanced European Studies and Research
Priority date: 2004-05-25
Filing date: 2004-05-25
Publication date: 2005-12-15
Also published as: WO2005115623A1

Abstract

Kanüle für ein Injektions- und/oder Extraktionsinstrument, insbesondere für eine Spritze oder eine Pipette, aufweisend eine Hohlnadel 1 und einen die Hohlnadel 1 dichtend einfassenden Adapter 2, wobei der Adapter 2 zum Zwecke der Halterung mit entsprechenden Aufnahmemitteln des Instrumentes zusammenwirkt, wobei die Hohlnadel ein Nanoröhrchen 1 mit einem Außendurchmesser von weniger als 100 nm und einem Innendurchmesser von weniger als 80 nm ist, wobei das Nanoröhrchen über die Länge eines Halteabschnitts S fest in einer den Adapter bildenden Trägerfolie 2 steckt, deren Stärke kleiner als 100 Mikrometer, insbesondere kleiner als 50 Mikrometer, ist, wobei das Nanoröhrchen 1 über einen effektiven Abschnitt 3 aus der Trägerfolie 2 herausragt, der von einer Spitze 4 abgeschlossen ist.Cannula for an injection and / or extraction instrument, in particular for a syringe or a pipette, comprising a hollow needle 1 and a hollow needle 1 sealingly enclosing adapter 2, wherein the adapter 2 cooperates for the purpose of holding with corresponding receiving means of the instrument, wherein the hollow needle a nanotube 1 having an outer diameter of less than 100 nm and an inner diameter of less than 80 nm, wherein the nanotube over the length of a holding portion S stuck in an adapter forming support film 2 whose thickness is less than 100 microns, in particular less than 50 microns, with the nanotube 1 protruding beyond an effective portion 3 of the carrier foil 2, which is closed off by a tip 4.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kanüle für ein Injektions- und/oder ein Extraktionsinstrument, insbesondere für eine Spritze oder für eine Pipette, wobei das Instrument eine Hohlnadel und eine die Hohlnadel dichtend einfassenden Adapter aufweist und wobei der Adapter derart beschaffen ist, dass er zum Zwecke der Halterung mit entsprechenden Aufnahmemitteln des Instrumentes zusammenwirkt.The The present invention relates to a cannula for an injection and / or an extraction instrument, in particular for a syringe or for a pipette, the instrument being a hollow needle and a hollow needle sealing comprising adapter and wherein the adapter so procure is that he for the purpose of holding with appropriate receiving means of the instrument interacts.

Solche Kanülen sind traditionell aus der medizinischen Praxis und Forschung bekannt, wobei deren Abmessungen der jeweiligen Anwendung angepasst sind. So werden für die Injektion von Fluiden in den Körper oder die Extraktion aus dem Körper bekanntermaßen metallene Hohlnadeln makroskopischer Dimensionen benutzt, die beispielsweise auf eine Kolbenspritze aufgesetzt werden. Auch für mikroskopische Anwendungen sind Hohlnadeln bekannt, die meist aus Glas gezogen sind und deren Spitze einen Durchmesser von wenigen Mikrometern aufweist. Im Extremfall können unter großem Aufwand sogar Spitzen mit einem Durchmesser von weniger als 0,1 Mikrometer gefertigt werden. Derartige Mikro-Kanülen können für die gezielte Injektion oder Entnahme von Zellmaterial eingesetzt werden, solange die biologischen Objekte, wie beispielsweise große Bakterien oder Eizellen, eine Größe von mehr als einem und insbesondere von mehreren Mikrometern haben. Die meisten Bakterien und vor allem Viren sind für derartige Behandlungen jedoch zu klein.Such needles are traditionally known from medical practice and research the dimensions of which are adapted to the particular application. So be for the injection of fluids into the body or extraction the body known metal hollow needles used macroscopic dimensions, for example be placed on a syringe. Also for microscopic applications are known hollow needles, which are usually made of glass and its tip has a diameter of a few micrometers. In extreme cases can under large Effort even peaks with a diameter of less than 0.1 Micrometer be made. Such micro-cannulas can for the targeted injection or removal of cell material, as long as the biological objects, such as large bacteria or egg cells, a size of more than one, and especially several microns. Most However, bacteria and especially viruses are for such treatments too small.

Zwar ist es aus der US 2004/0063100 A1 bekannt, Halter („Chips") mit einer Vielzahl von Nano-Hohlnadeln herzustellen, über die ein gewisser Zugang in die Welt der Makromoleküle möglich ist. Doch ist die Art der Herstellung höchst komplex und für die massenhafte Fertigung nicht tauglich. So wird im Rahmen der Fertigung mittels eines Ätzprozesses zunächst eine Negativform mit Nano-Stiften geschaffen, die nachfolgend als Ganzes mit einem Material ummantelt wird, bevor der Formkörper entfernt wird. Nach dem Abschneiden der Bodenfläche und der Nadelspitzen entsteht ein einteiliger Chip, von dessen Basis eine Vielzahl von Nano-Hohlnadeln aufragen. Diese bieten jedoch keine ausreichende Stabilität, um die Hülle widerstandsfähigerer Strukturen zu durchdringen. Insbesondere geht aus dem Dokument hervor, dass die dort offenbarten Chips mit Nano-Hohlnadeln für die Ergreifung und Bewegung kleinster Organellen verwendet werden.Though it is known from US 2004/0063100 A1, holders ("chips") with a variety of nano-hollow needles, over which a certain access into the world of macromolecules possible is. However, the method of production is highly complex and for the masses Production not suitable. So is in the context of manufacturing means an etching process, first a Negative form created with nano-pens, the following as a whole is coated with a material before the molding is removed becomes. After cutting off the bottom surface and the needle tips arises a one-piece chip, from whose base a large number of nano-hollow needles looming. However, these do not provide sufficient stability to the Sheath more resistant Penetrate structures. In particular, it is clear from the document that the chips disclosed there with nano-hollow needles for seizure and movement of minute organelles.

Die Erfindung macht es sich nunmehr zur Aufgabe, eine Nano-Kanüle zu schaffen, die sich mit verhältnismäßig geringem technischem Aufwand einfach und kostengünstig in großen Mengen herstellen lässt und die robust genug ist für den Einsatz als Nano-Spritze, Nano-Pipette, Nano-Pinzette oder Nano-Bohrer. Gleichfalls ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung solcher Nano-Kanülen zu schaffen, das sich einfach und mit kostengünstigen Mittel umsetzen lässt.The The invention now has for its object to provide a nano-cannula, which is relatively small technical effort easily and inexpensively in large quantities can be produced and that's tough enough for Use as a nano-syringe, nano-pipette, nano tweezers or nano-drills. Likewise, it is an object of the invention to provide a process for the preparation such nano-cannulas too that can be easily and inexpensively implemented.

Diese Aufgaben werden durch die Kanüle mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 10 gelöst. Die jeweiligen Unteransprüche beinhalten besondere Ausführungsformen der Erfindung.These Tasks are done through the cannula with the characterizing features of claim 1 and the method solved according to claim 10. The respective subclaims include special embodiments the invention.

Aus dem Wortlaut der Ansprüche ist ersichtlich, dass die Erfindung die genannte Aufgabe im Vergleich zum zitierten Stand der Technik unter Zugrundelegung eines anderen Grundgedankens löst. Danach wird das Prinzip der Makro-Kanüle wie sie aus der medizinischen Anwendung bekannt ist, in der nano-Dimension nachgebildet. Erfindungsgemäß werden dazu zwei verschiedene Einzelteile, nämlich (mindestens) eine Nano-Hohlnadel und ein die Hohlnadel(n) dichtend umgebende Nano-Adapter, zu der Nano-Kanüle zusammengefügt. Als Hohlnadel wird ein Nanoröhrchen mit einem Außendurchmesser von weniger als 100 nm und einem Innendurchmesser von weniger als 80 nm eingesetzt. Dabei ist aus diesen Zahlen ersichtlich, in welcher Größenordnung sich die Erfindung bewegt. Die Fertigung von Hohlnadeln mit derartigen Dimensionen ist prinzipiell aus dem Stand der Technik bekannt. Ein solches Nanoröhrchen wird erfindungsgemäß über eine definierte Länge, nämlich die Länge des Halteabschnitts, fest in eine Trägerfolie eingesteckt, wobei die Trägerfolie den Adapter bildet. Die Länge des Halteabschnitts ergibt sich daraus, wie tief das Nanoröhrchen in der Trägerfolie steckt. Erfindungsgemäß wird die Stärke der Trägerfolie kleiner als etwa 100 Mikrometer, insbesondere kleiner als 50 Mikrometer, gewählt. Wie auch von den Kanülen manuell bedienbarer Kolbenspritzen bekannt, ragt das Nanoröhrchen, aus der Trägerfolie (Adapter) heraus. Der aus der Trägerfolie herausragende Teil definiert damit einen für das Eindringen in eine Mikrostruktur „effektiven" Abschnitt, an dessen Ende sich die Spitze befindet. Die Länge der Nano-Röhrchen wird der Stärke der Trägerfolie angepasst sein (oder umgekehrt) und kann bis zu 1 mm betragen.Out the wording of the claims it can be seen that the invention compares the stated object to the cited prior art on the basis of another Basic idea solves. After that becomes the principle of the macro cannula as it is known from the medical application, replicated in the nano-dimension. According to the invention to two different items, namely (at least) a nano-hollow needle and a nano-adapter sealingly surrounding the hollow needle (s), mated to the nano-cannula. When Hollow needle becomes a nanotube with an outer diameter of less than 100 nm and an inner diameter of less than 80 nm used. It can be seen from these numbers, in which Magnitude itself the invention moves. The production of hollow needles with such Dimensions are known in principle from the prior art. One such a nanotube is inventively via a defined length, namely the length of the holding portion, firmly inserted into a carrier film, wherein the carrier film the Adapter forms. The length of the holding section results from how deep the nanotube is in the carrier film plugged. According to the invention Strength of support film less than about 100 microns, especially less than 50 microns, selected. As well as from the cannulas manually operated plunger syringes, juts out the nanotube, from the carrier film (Adapter) out. The outstanding from the carrier film Part thus defines one for penetrating into a microstructure "effective" section at whose The end is at the top. The length of the nano-tubes will the strength adapted to the carrier film be (or vice versa) and can be up to 1 mm.

Mit den erfindungsgemäßen Nano-Kanülen ist es möglich, einem Objekt, beispielsweise einer einzelnen Zelle oder einer Ansammlungen von Zellen, wie sie beispielsweise in Gewebe vorkommen, Flüssigkeit oder Gas in minimalen Mengen zu entnehmen oder zu injizieren. Wegen ihrer geringen Dimension und Masse ist jedoch eine unmittelbare Handhabung der Nano-Känulen nicht möglich. Daher ist es vorteilhaft, sie mit einem mikroskopischen Positionierungssystem, wie es kommerziell erhältlich ist, zu manövrieren. Diese Positionierungssysteme sind für die Handhabung von Mikro-Pipetten bekannt und können, wie sie nachfolgend noch beschrieben wird, für den Einsatz mit Nano-Kanülen modifiziert werden. Mit diesen Systemen können Nano-Kanülen dann auch auf bewegliche Zielobjekte, wie Zellen, Proteine oder DNS, angesetzt werden. Damit ist einen genaue und zielgerichtete Abgabe und/oder Extrahierung von Substanzen möglich.With the nano-cannulas according to the invention, it is possible to remove or inject liquid or gas in minimal quantities into an object, for example a single cell or an accumulation of cells, as occur, for example, in tissue. Because of their small size and mass, however, immediate handling of the nano-columns is not possible. Therefore, it is advantageous to maneuver them with a microscopic positioning system, as is commercially available. These positioning systems are known and can be used for the handling of micro-pipettes, as described below will be modified for use with nano-cannulas. With these systems, nano-cannulas can then also be applied to moving target objects, such as cells, proteins or DNA. For an accurate and targeted delivery and / or extraction of substances is possible.

Mit den Nano-Kanülen bezieht sich die Erfindung letztendlich auf einen Bestandteil einer Injektionsvorrichtung, der eine einzelne hohle Nanonadel oder einer ganze Anordnung von hohlen Nanonadeln aufweist, wobei die Nanonadeln insbesondere von Kohlenstoff-Nanoröhrchen gebildet werden. Mit der Trägerfolie weist die Vorrichtung zudem eine als Adapter ausgebildete Halterung auf, die das eine Nanoröhrchen oder die Vielzahl etwa paralell angeordneter Nanoröhrchen zusammenhält. Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich, wie schon dargelegt, insbesondere für den Bau von Nano-Pipetten, Nano-Spritzen oder Nano-Bohrern, mit denen beispielsweise Zellen, Membranen, Proteine oder ähnliche, gegenüber mechanischer Beschädigung und gegenüber dem Volumen des Injektats äusserst empfindlich reagierende Strukturen, beaufschlagt werden können.With the nano-cannulas Finally, the invention relates to a component of a Injection device comprising a single hollow nanoneedle or one Whole arrangement of hollow nanopipes, wherein the nanotubes in particular be formed by carbon nanotubes. With the carrier film The device also has a bracket designed as an adapter on that one nanotube or holds together the plurality of approximately parallel arranged nanotubes. The inventive device is, as already explained, particularly for the construction of nano-pipettes, Nano-syringes or nano-drills with which, for example, cells, Membranes, proteins or similar, to mechanical damage and opposite the volume of the injectate extremely sensitive reacting structures, can be acted upon.

Das erfindungegemäße Konzept geht mit einer Reihe von Vorteilen einher. So liegt ein wesentlicher Vorteil zunächst darin, dass es nun möglich ist, Nano-Kanülen in großer Stückzahl mit geringem technischen Aufwand zu fertigen. Dabei können die Kanülen durch entsprechende Wahl der Materialien und durch Anpassung der Dimensionen der Einzelteile an den vorgesehenen Einsatzzweck angepasst werden. Wie schon dargelegt, gelingt mit der Erfindung die Entwicklung einer nanodimensionierten Vorrichtung, die das Zielobjekt beim Eindringen der Kanüle nicht schädigt und die das Einspritzen sowohl kleiner als auch grosser Moleküle, einschließlich von Nanopartikeln und Proteinen, ermöglicht. Diese Vorrichtung ist in der biologischen und medizinischen Forschung von großem diagnostischen und therapeutischen Interesse und bietet die Möglichkeit, Manipulationen im kleinsten Maßstab vorzunehmen.The inventive concept comes with a number of advantages. So is an essential Advantage first in that it is now possible is using nano-cannulas in large numbers to manufacture little technical effort. The cannulas can through appropriate choice of materials and by adjusting the dimensions the individual parts are adapted to the intended purpose. As already stated, with the invention, the development of a nanodimensional device that penetrates the target object the cannula does not harm and the injection of both small and large molecules, including nanoparticles and proteins. This device is in biological and medical research of great diagnostic and therapeutic interest and offers the opportunity Manipulations on the smallest scale make.

Ein weiterer wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung ist die chemische und mechanische Stabilität der Nano-Kanülen gegenüber mechanischer Deformation, dem möglichen mikrobiellem Abbau sowie der Bildung von Biofilmen an der Oberfläche. Dabei weisen insbesondere aus Kohlenstoff gefertigte Nanoröhrchen eine verbesserte Zugfestigkeit und Biege-Elastizität auf, die höher ist, als es von herkömmlichen Kohlenstofffasern bekannt ist. Zudem sind solche Nanoröhrchen noch beständiger gegen Oxidation als alle andere Kohlenstoffmodifikationen und damit bei höheren Temperaturen einsetzbar.One Another essential aspect of the invention is the chemical and mechanical stability the nano-cannulas across from mechanical deformation, the possible microbial degradation and the formation of biofilms on the surface. Show In particular made of carbon nanotubes improved tensile strength and bending elasticity up, the higher is, as it is from conventional Carbon fibers is known. In addition, such nanotubes are still stable against oxidation as all other carbon modifications and thus at higher Temperatures can be used.

Erfindungsgemäß sind mehre Konzepte denkbar, wie und vor allem wieweit das Nano-Röhrchen in das Material der Trägerfolie eingesteckt wird. Um eine sichere Durchgängigkeit bei hoher Stabilität garantieren zu können, ist es vorteilhaft, wenn das Nanoröhrchen die Trägerfolie vollständig durchdringt. In diesem Fall entspricht die Länge des Halteabschnitts der Stärke der Trägerfolie. Dabei gibt es zwei Ausbildungsformen, die je nach Einsatzgebiet jeweils zu bevorzugen sind und die sich in der Art ihrer Herstellung unterscheiden. In der ersten Form mündet das Nanoröhrchen in der Ebene der dem Instrument zugewandten Oberfläche der Trägerfolie. Anders ausgedrückt, ragt das Nanoröhrchen nur mit dem effektiven Abschnitt aus der Folie heraus. Entsprechend erstreckt sich der Halteabschnitt vom Fuß des Nanoröhrchen ausgehend um die Stärke der Trägerfolie nach oben zur Spitze des Nanoröhrchens. Diese Form von Nano-Kanülen ist vor allem für Injektionsinstrumente zu bevorzugen, da mit diesen Nano-Kanülen eine vollständige Entleerung des Instruments möglich ist, da keine Toträume vorhanden sind. Allerdings bedarf die Herstellung im Vergleich zu der zweiten Ausbildungsform eines zusätzlichen Fertigungsschrittes. Nach dieser Form ragt das Nanoröhrchen über die Ebene der dem Instrument zugewandten Oberfläche der Trägerfolie hinaus.According to the invention are several Concepts conceivable how and, above all, how far the nano-tube in the material of the carrier film is inserted. To guarantee a secure continuity with high stability to be able to it is advantageous if the nanotube the carrier film Completely penetrates. In this case, the length of the holding portion corresponds to Strength the carrier film. There are two forms of training, depending on the field of application are each to be preferred and are in the nature of their preparation differ. In the first form, the nanotube opens into the level of the surface of the carrier film facing the instrument. In other words, stands out the nanotube only with the effective section out of the slide. Corresponding The holding section extends from the foot of the nanotube based on the strength of support film up to the top of the nanotube. This form of nano-cannulas is especially for Injection instruments to be preferred because with these nano-cannulas a full Draining the instrument possible is because no dead spaces available. However, the production requires compared to the second embodiment of an additional manufacturing step. After this form the nanotube protrudes over the Level of the instrument facing surface of the carrier film addition.

Die mit der erfindungsgemäßen Nano-Kanüle ausgestatteten Werkzeuge können mehrfach verwendbar sein. Dazu ist die Möglichkeit einer einfachen Reinigung der Kanüle vorzusehen. In einer anderen Ausführungsform sind die Nano-Kanülen Einwegartikel, die nach dem Gebrauch verworfen werden. Ein vorteilhaftes Anwendungsgebiet der mit den Nano-Kanülen ausgestatteten Werkzeuge ist die Chip-Technologie. Dort können die Werkzeuge insbesondere als Manipulatoren eingesetzt werden.The equipped with the nano-cannula according to the invention Tools can be reusable. This is the possibility of easy cleaning the cannula provided. In another embodiment, the nano-cannulas are disposable, which are discarded after use. An advantageous application the one with the nano-cannulas equipped tools is the chip technology. There you can Tools are used in particular as manipulators.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der 1 bis 4 näher erklärt. Es zeigen:The invention will be described below with reference to FIG 1 to 4 explained in more detail. Show it:

1 Verschiedene Arten von Nano-Kanülen mit eckigem Adapter, 1 Various types of nano-needles with square adapter,

2 eine Nano-Kanüle mit rundem Adapter, 2 a nano-cannula with round adapter,

3 eine in ein Instrument eingebaute Nano-Kanüle und 3 a built-in an instrument nano-cannula and

4 ein Verfahren zur Herstellung einer Nano-Kanüle. 4 a method of making a nano-cannula.

1 zeigt Nano-Kanülen, die auf eine entsprechende Nano-Spritze oder eine Nano-Pipette aufgesetzt werden können. Die Kanülen bestehen im wesentlichen aus zwei Teilen. So haben sie ein oder mehrere von Kohlenstoff- Nanoröhrchen 1 gebildete Hohlnadeln. Die Nanoröhrchen 1 sind von einem Adapter, der von einer in diesem Fall rechteckigen Trägerfolie 2 gebildet ist, dichtend eingefasst. Sie haben einen Außendurchmesser von etwa 50 nm und einen Innendurchmesser von etwa 30 nm. Die Trägerfolie 2 hat eine Stärke S von etwa 10 Mikrometer. Dabei sind die in den Figuren gezeigten Dimensionen nicht maßstabsgetreu. Dies gilt insbesondere für die Kantenlänge der Trägerfolie 2, die letztendlich beliebige Maße bis in die Größenordnung von Zentimetern annehmen kann. Die Trägerfolie 2 ist ein Polymerfilm, dessen eckige Kontur nach der Herstellung zugeschnitten ist. Wie aus 3 ersichtlich, adaptiert der entsprechend konturierte Adapter 2 an Aufnahmemittel der Mikro-Pipette eines Positionierungssystems. 1 shows nano-cannulas that can be placed on a corresponding nano-syringe or a nano-pipette. The cannulas consist essentially of two parts. So they have one or more of carbon nanotubes 1 formed hollow needles. The nanotubes 1 are from an adapter, which in this case rectangular carrier film 2 is formed, edged sealing. They have an outer diameter of about 50 nm and an inner diameter of about 30 nm. The carrier film 2 has a thickness S of about 10 microns. The dimensions shown in the figures are not to scale. This applies in particular to the edge length of the carrier film 2 , which can eventually assume any dimensions down to the order of centimeters. The carrier foil 2 is a polymer film whose square contour is tailored after manufacture. How out 3 can be seen adapted to the corresponding contoured adapter 2 on receiving means of the micro-pipette of a positioning system.

In diesem Fall durchdringen die Nanoröhrchen 1 die Trägerfolie 2 vollständig und ragen zu beiden Seiten aus der Trägerfolie 2 um ein gewisses Maß heraus. Da die Nanoröhrchen 1 über die gesamte Schichtdicke der Trägerfolie 2 gehalten werden, entspricht die Stärke S der Trägerfolie 2 auch der Länge des Halteabschnitts. Jedes Nanoröhrchen 1 hat einen effektiven Abschnitt 3, der von einer Spitze 4 abgeschlossen ist. Mit dem effektiven Abschnitt 3 kann auf eine Targetstruktur eingewirkt werden. Dabei ist es möglich, die Nanoröhrchen unter einem Winkel in die Trägerfolie 2 einzulassen oder den effektiven Abschnitt 3 gegenüber der Oberfläche der Trägerfolie 2 entsprechend zu neigen.In this case, the nanotubes penetrate 1 the carrier film 2 completely and protrude on both sides of the carrier film 2 by a certain amount. Because the nanotubes 1 over the entire layer thickness of the carrier film 2 are held, corresponds to the thickness S of the carrier film 2 also the length of the holding section. Every nanotube 1 has an effective section 3 that from a top 4 is completed. With the effective section 3 can be acted upon by a target structure. It is possible, the nanotubes at an angle in the carrier film 2 let in or the effective section 3 opposite the surface of the carrier film 2 to tilt accordingly.

1 zeigt unter a) eine Kanüle mit nur einem Nanoröhrchen 1, die für die gezielte Beaufschlagung einer Targetstruktur geeignet ist. In den Beispielen b) und c) ist die jeweilige Trägerfolie 2 mit zweien respektive mit einer Vielzahl von parallel angeordneten Nanoröhrchen 1 „gespickt", wobei unter c) nur vier Röhrchen gezeigt sind. Der Abstand A der einzelnen Röhrchen entspricht etwa dem Abstand einzelner eukaryotischer Zellen, insbesondere zwischen 10 und 100 Mikrometer, einer mit dem Instrument zu beaufschlagenden Zellanhäufung. In 2 ist eine Nano-Kanüle mit nur einem Nanoröhrchen 1 dargestellt, das in einer kreisrund geschnittenen Trägerfolie 2 steckt. 1 shows under a) a cannula with only one nanotube 1 , which is suitable for the targeted application of a target structure. In Examples b) and c) is the respective carrier film 2 with two or with a large number of parallel arranged nanotubes 1 The distance A of the individual tubes corresponds approximately to the distance between individual eukaryotic cells, in particular between 10 and 100 micrometers, a cell accumulation to be loaded with the instrument 2 is a nano-cannula with only one nanotube 1 represented, in a circular cut carrier film 2 plugged.

Auch wenn hier eine aus gehärtetem Polymer gefertigte Trägerfolie zu bevorzugen ist, so ist als Trägermaterial auch eine flächig ausgebildete Basis aus Silizium oder Metall möglich und je nach Anwendung vorteilhaft. Die Nanoröhrchen können aus beliebigem Material, insbesondere aus Polymer, inorganischem Material, wie Halbleiter oder Silica, aus Metall oder aus Kohlenstoff gefertigt sein. Die Wände der Nanoröhrchen können entsprechend ihrem Einsatz hydrophil oder hydrophob ausgebildet werden. Sie können sogar mit biologischen Markern und/oder Nano-Objekten versehen sein.Also if one here from hardened Polymer-made carrier film is to be preferred, so is as a carrier material also a plane formed base of silicon or metal possible and depending on the application advantageous. The nanotubes can Of any material, in particular of polymer, inorganic Material, such as semiconductors or silica, of metal or carbon be made. The walls of the nanotubes can formed according to their use hydrophilic or hydrophobic become. You can even be provided with biological markers and / or nano-objects.

3 zeigt das Ende einer „makroskopischen" Pipette 5, die einen Durchmesser von etwa 10 Mikrometern hat. Die Pipette 5 ist nach einem bekannten Verfahren aus Glas gezogen und wird von einem nicht dargestellten Positioniersystem manövriert. An der Spitze der Pipette 5, die mit einer Injektionslösung 6 gefüllt ist, befindet sich ein Absatz 7, der als Aufnahme für eine Nano-Kanüle 8 dient, wobei der Trägerfilm 9 der Nano-Kanüle 8 in einem entsprechenden Durchmesser geschnitten ist. In diesem Fall ist die Nano-Kanüle 8 in die Aufnahme 7 dichtend eingeklebt. 3 shows the end of a "macroscopic" pipette 5 , which has a diameter of about 10 microns. The pipette 5 is drawn by a known method of glass and is maneuvered by a positioning system, not shown. At the top of the pipette 5 given with a solution for injection 6 is filled, there is a paragraph 7 acting as a receptacle for a nano-cannula 8th serves, wherein the carrier film 9 the nano-cannula 8th is cut in a corresponding diameter. In this case, the nano-cannula 8th in the recording 7 glued sealing.

In der 4 ist das Verfahren zur Herstellung einer Nano-Kanüle in den drei Schritten a–c dargestellt. Dabei wird zunächst eine Schablone hergestellt, die von einem auf einem Boden 10 aufgewachsenen Nano-Röhrchen 11 gebildet wird. In einem ersten Schritt a) wird auf diese Schablone eine Trennschicht 12 aus löslichem Polymer aufgebracht und ausgehärtet. Im nachfolgenden Schritt b) wird die Trägerschicht 13, die letztendlich das Nano-Röhrchen 11 dichtend aufnimmt, bis zu einem bestimmten Niveau aufgegossen. Nach dem Aushärten der Trägerschicht 13 wird der Boden 10 abgeschnitten und damit das Nano-Röhrchen 11 von unten geöffnet. Die Trennschicht 12 wird in einem letzten Schritt aufgelöst, so dass die Nano-Kanüle 14 verbleibt.In the 4 the method of making a nano-cannula is illustrated in the three steps a-c. In the process, a stencil is first made, one on a floor 10 grown nano-tubes 11 is formed. In a first step a) a separating layer is applied to this stencil 12 applied from soluble polymer and cured. In the following step b) becomes the carrier layer 13 which eventually became the nano-tube 11 sealingly absorbed, poured to a certain level. After curing of the carrier layer 13 becomes the ground 10 cut off and thus the nano-tube 11 open from below. The separation layer 12 is dissolved in a final step, leaving the nano-cannula 14 remains.

Der Boden wird durch Abschneiden oder Abschälen von dem verfestigten Polymer 12 getrennt. Dieses Abtrennen kann in der Art eines Mikrotomschnittes erfolgen, wobei es vorteilhaft ist, vor der Ausführung des Schnittes das Polymer 12 durch Einfrieren weiter zu härten. Beim Abschneiden des Bodens werden das Röhrchen am Sockelbereich durchtrennt und damit einseitig von unten geöffnet.The soil is made by cutting or peeling off the solidified polymer 12 separated. This separation can be done in the manner of a microtome cut, wherein it is advantageous, prior to the execution of the cut, the polymer 12 continue to harden by freezing. When cutting off the bottom of the tube are cut at the base area and thus open on one side from below.

Claims

Cannula for an injection and / or extraction instrument, in particular for a syringe or a pipette, comprising a hollow needle ( 1 ) and a hollow needle ( 1 ) sealingly enclosing adapter ( 2 ), whereby the adapter ( 2 ) cooperates for the purpose of holding with corresponding receiving means of the instrument, characterized in that the hollow needle is a nanotube ( 1 ) having an outer diameter of less than 100 nm and an inner diameter of less than 80 nm, wherein the nanotube is fixedly secured over the length of a holding section (S) in a carrier film (FIG. 2 ) whose thickness is less than 100 microns, in particular less than 50 microns, wherein the nanotube ( 1 ) over an effective section ( 3 ) from the carrier film ( 2 ) protruding from a top ( 4 ) is completed.

Cannula according to claim 1, characterized in that the nanotube ( 1 ) the carrier foil ( 2 ), wherein the length of the holding portion (S) of the thickness of the carrier film ( 2 ) corresponds.

Cannula according to claim 2, characterized in that the nanotube ( 1 ) in the plane of the surface of the carrier foil facing the instrument ( 2 ), wherein the holding section (S) from the foot of the nanotube ( 1 ) based on the thickness (S) of the carrier film up to the top ( 4 ) of the nanotube ( 1 ).

Cannula according to claim 2, characterized in that the nanotube ( 1 ) over the plane of the instrument-facing surface of the carrier film ( 2 protrudes).

Cannula according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier foil ( 2 ) of a plurality of nanotubes arranged in parallel ( 1 ), whose distance corresponds approximately to the distance between individual cells of a cell accumulation to be acted upon by the instrument.

Cannula according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier foil ( 2 ) is a polymer film whose border is cut after manufacture or molded during manufacture.

Cannula according to one of the preceding claims, characterized in that the nanotube (s) ( 1 ) is made of carbon (are).

Device comprising a pipette pulled in particular from glass, the tip of which is closed by a cannula according to one of the preceding claims, wherein the cannula is held firmly in a receptacle ( 7 ).

Device according to claim 8, characterized in that that the pipette is held by a micropositioning system.

Method for producing a cannula according to one of the preceding claims, characterized by the following steps: providing a template which has one or more on a bottom ( 10 ), in particular grown, nanotubes ( 11 ) having. Applying a carrier layer ( 13 ), on which with the nanotube ( 11 ) provided ground ( 10 ). Separating the soil ( 10 ) while opening the nanotube.

A method according to claim 10, characterized in that prior to the application of the carrier layer ( 13 ), first a particularly soluble separating layer ( 12 ) on the with the nanotube ( 11 ) provided ground ( 10 ) is applied, wherein the release layer ( 12 ) after separation of the soil ( 10 ) is removed, in particular dissolved.