DE102007004856A1 - Pipette device, manipulation device and method for manipulating biological cells - Google Patents

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Abstract

Eine Pipetteneinrichtung (10) umfasst eine Pipettenspitze (11), ein Pipettenrohr (13) und eine Schwingungseinrichtung (20), die zur Erzeugung von einer Schwingung eingerichtet ist und eine Schwingungsquelle (21) und ein Schwingelement (22) aufweist, wobei die Schwingungsquelle (21) an der Pipetteneinrichtung (10) befestigt und mit dieser beweglich ist und das Schwingelement (22) im Pipettenrohr (13), in der Pipettenspitze (11) und/oder in einem an der Pipettenspitze (11) vorgesehenen Perfusionsring (40) angeordnet ist. Es werden auch eine Manipulationseinrichtung (100) zur Manipulation biologischer Zellen und ein Verfahren zur Manipulation biologischer Zellen (1) beschrieben, die in einer Flüssigkeit auf einem Zellträger (70) angeordnet sind.A pipette device (10) comprises a pipette tip (11), a pipette tube (13) and a vibration device (20), which is set up to generate a vibration and has a vibration source (21) and a vibration element (22), wherein the vibration source ( 21) is attached to the pipette device (10) and is movable therewith, and the vibrating element (22) is arranged in the pipette tube (13), in the pipette tip (11) and / or in a perfusion ring (40) provided on the pipette tip (11) , A manipulation device (100) for manipulating biological cells and a method for manipulating biological cells (1), which are arranged in a fluid on a cell carrier (70), are also described.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pipetteneinrichtung, die zur Manipulation biologischer Zellen, insbesondere unter Ultraschalleinwirkung, eingerichtet ist, eine Manipulationseinrichtung, die mit einer derartigen Pipetteneinrichtung ausgestattet ist, und Verfahren zur Manipulation biologischer Zellen.The The invention relates to a pipette device for manipulation biological cells, especially under the action of ultrasound furnished is a manipulation device with such a pipette device and methods of manipulating biological cells.

Es ist allgemein bekannt, Zellen mit einer enzymatischen Behandlung (z. B. durch Behandlung mit Trypsin) von festen Oberflächen abzulösen. Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass es während der Einwirkzeit des Enzyms zu Zellschäden kommen kann. Des weiteren kann, falls nur ein Teil der Zellen aus einer Kultur abgelöst werden soll, die Ablösung nur mit einem erheblichen experimentellen Aufwand auf einen Teilbereich der Oberfläche beschränkt werden, da sich die enzymatische Behandlung typischerweise auf die gesamte Oberfläche z. B. eines Kultivierungssubstrates erstreckt.It is well known, cells with an enzymatic treatment (eg by treatment with trypsin) of solid surfaces replace. A disadvantage of this method is that that cell damage occurs during the reaction time of the enzyme can. Furthermore, if only a part of the cells from a Culture should be replaced, the replacement only with a considerable experimental effort on a subarea be limited to the surface, since the enzymatic treatment typically on the entire surface z. B. a cultivation substrate extends.

Sehr häufig ist jedoch gerade die lokale Ablösung von Zellen (insbesondere Zellklonen) von Oberflächen erwünscht. Dies ist z. B. für die Herstellung von monoklonalen Antikörpern erforderlich, wenn nur bestimmte antikörperproduzierende Zellklone aus einer Petrischale entnommen werden sollen. Eine weitere Anwendung betrifft die gezielte Ablösung von transfizierten Zellen aus einem Zellrasen. Auch in diesem Fall ist es vorteilhaft, die ggf. durch einen Marker identifizierten Zellen gezielt aus einem Zellrasen zu entnehmen.Very however, it is often the local replacement of Cells (especially cell clones) desired from surfaces. This is z. For the production of monoclonal antibodies required if only certain antibody-producing Cell clones are to be taken from a Petri dish. Another Application concerns the targeted detachment of transfected Cells from a cell lawn. Also in this case it is advantageous the cells possibly identified by a marker, specifically from a cell lawn refer to.

In DE 197 42 163 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, die das lokale Perfundieren von Zellen auf abgegrenzten Oberflächen ermöglichen. Dabei wird zunächst eine Perfusionsflüssigkeit in eine Pipettenspitze aufgenommen und anschließend ein Perfusionsring auf die Pipettenspitze gesteckt. Der Perfusionsring wird mit der Pipettenspitze auf den Boden eines Kultivierungsgefäßes aufgesetzt, so dass der Perfusionsring einen zu behandelnden Bereich der Oberfläche eingrenzt. Durch Einwirken einer Enzymlösung und eine gleichzeitige Perfusion des abgegrenzten Bereiches können die Zellen durch die Enzymlösung und durch Scherkräfte in der Flüssigkeit abgelöst werden.In DE 197 42 163 For example, a method and apparatus are described that allow local perfusion of cells on delineated surfaces. In this case, a perfusion fluid is first taken into a pipette tip and then a perfusion ring is placed on the pipette tip. The perfusion ring is placed with the pipette tip on the bottom of a culture vessel, so that the perfusion ring limits a region of the surface to be treated. By the action of an enzyme solution and a simultaneous perfusion of the delimited area, the cells can be detached by the enzyme solution and by shearing forces in the liquid.

Ein Nachteil des aus DE 197 42 163 bekannten Verfahrens kann darin bestehen, dass der Ablösevorgang wesentlich von der Einwirkzeit der Enzymlösung (Inkubationszeit) abhängig ist. Die erforderliche Inkubatiorszeit ist für verschiedene Zelltypen variabel, was eine schnelle Entnahme der Zellen erschwert. Durch lange Einwirkzeiten von Enzymlösungen kann es ferner zu Zellschädigungen kommen. Ein Nachteil kann auch darin bestehen, dass durch die variablen Inkubationszeiten (für verschiedene Zelltypen) der Ablöseprozess nicht standardisiert werden kann. Die Anwendung der in DE 197 42 163 beschriebenen Technik ist des Weiteren dahingehend beschränkt, dass ausschließlich eine Entnahme von Zellen vorgesehen ist. Eine weitere Bearbeitung der Zellen ist jedoch nur mit einem erheblichen Zusatzaufwand möglich.A disadvantage of the DE 197 42 163 known method may consist in that the detachment process is significantly dependent on the exposure time of the enzyme solution (incubation time). The required incubation time is variable for different cell types, which makes fast removal of cells difficult. Long exposure times of enzyme solutions can also lead to cell damage. A disadvantage may also be that the detachment process can not be standardized by the variable incubation times (for different cell types). The application of in DE 197 42 163 described technique is further limited in that only a removal of cells is provided. Further processing of the cells is possible only with a considerable additional effort.

Bei bestimmten Aufgaben in der Zellbiologie kann ein Interesse an einer lokalen Behandlung der Zellen bestehen, z. B. für das Anfertigen von so genannten Zellarrays, bei denen ein Zellrasen an verschiedenen Stellen behandelt (z. B. transfiziert oder Wirkstoffen ausgesetzt) wird. Die Herstellung von Microarrays (siehe z. B. Chiosis et al. in "Trends in Bio technology", Bd. 23, 2005, S. 271 ) ist für viele Anwendungen in der Biologie erwünscht.For certain tasks in cell biology there may be an interest in local treatment of the cells, e.g. As for the preparation of so-called cell arrays in which a cell lawn is treated at different locations (eg transfected or exposed to drugs). The production of microarrays (see for example Chiosis et al. in "Trends in Biotechnology", Vol. 23, 2005, p. 271 ) is desired for many applications in biology.

In DE 101 08 799 A1 wird ein Verfahren zur Einführung von biologischem oder pharmakologischem Material in biologisches Zellmaterial unter der Wirkung von Ultraschallschwingungen beschrieben. Die Ultraschallschwingungen induzieren Kavitationen, die in Zellmembranen zu Poren führen, durch die das biologische oder pharmakologische Material eingeschleust wird. Die Ultraschallschwingungen werden durch eine schwingende Glasfaser erzeugt, die in einem Katheterrohr verläuft und am Ende des Katheterrohres vorragt. Bei Beaufschlagung der Glasfaser mit einer Ultraschallschwingung, die mit einem vom Katheterrohr getrennten Ultraschallgenerator erzeugt wird, breiten sich in der Umgebung des vorragenden Endes der Glasfaser die Ultraschallschwingungen aus.In DE 101 08 799 A1 A method for introducing biological or pharmacological material into biological cell material under the action of ultrasonic vibrations is described. The ultrasonic vibrations induce cavitations, which in cell membranes lead to pores through which the biological or pharmacological material is introduced. The ultrasonic vibrations are generated by a vibrating glass fiber, which runs in a catheter tube and protrudes at the end of the catheter tube. Upon exposure of the glass fiber to ultrasonic vibration generated by an ultrasonic generator separate from the catheter tube, the ultrasonic vibrations propagate in the vicinity of the projecting end of the glass fiber.

Die in DE 101 08 799 A1 beschriebene Technik hat als ersten Nachteil, dass eine lokale Einwirkung auf einzelne Zellen oder Zellgruppen praktisch nicht möglich ist, da die Ultraschallwellen allseitig vom Ende der Glasfaser in die Umgebung abgestrahlt werden. Ein weiterer Nachteil besteht in der geringen Effektivität der Ultraschallerzeugung. Ein großer Teil der Schwingungsenergie geht entlang der Länge der Glasfaser verloren. Des weiteren kann die Wirksamkeit der Erzeugung von Ultraschallwellen am biologischen Material von der Position des Katheterrohrs relativ zum Schwingungsgenerator abhängen. Der Betrieb der herkömmlichen Vorrichtung ist nachteilig, da eine Automatisierbarkeit, insbesondere unter sterilen Bedingungen ausgeschlossen ist. Schließlich ist die Anwendung der Technik gemäß DE 101 08 799 A1 auf Transfektionsverfahren beschränkt.In the DE 101 08 799 A1 described technique has as a first disadvantage that a local action on individual cells or groups of cells is practically impossible, since the ultrasonic waves are radiated on all sides from the end of the glass fiber into the environment. Another disadvantage is the low efficiency of ultrasound generation. Much of the vibrational energy is lost along the length of the fiber. Furthermore, the efficiency of generating ultrasonic waves on the biological material may depend on the position of the catheter tube relative to the vibration generator. The operation of the conventional device is disadvantageous because an automation, especially under sterile conditions is excluded. Finally, the application is according to the technique DE 101 08 799 A1 limited to transfection.

Ein weiterer genereller Nachteil von aus der Praxis bekannten Techniken zur lokalen Perfusion von Zellen besteht im Auftreten von unerwünschten Totvolumina in den für die Perfusion verwendeten Einrichtungen. Für die Perfusion, z. B. zum Behandeln oder Ablösen von Zellen sind Dosierungen im μl-Bereich erforderlich. Die Dosiergenauigkeit ist jedoch erheblich eingeschränkt, wenn Totvolumina auftreten, die ggf. sogar durch Gaspolster gefüllt sind.Another general disadvantage of techniques known locally for local perfusion of cells is the occurrence of undesirable dead volumes in the devices used for perfusion. For perfusion, z. B. for treating or detaching cells doses in the μl range are required. The dosing accuracy is ever but considerably limited if dead volumes occur, which may even be filled by gas cushion.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, verbesserte Vorrichtungen zur Manipulation biologischer Zellen bereitzustellen, mit denen Nachteile im Stand der Technik überwunden werden können. Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde, verbesserte Verfahren zur Manipulation biologischer Zellen bereitzustellen.Of the Invention is based on the object, improved devices to provide for the manipulation of biological cells, with which Disadvantages in the prior art can be overcome. The invention is further based on the object, improved To provide methods for manipulating biological cells.

Diese Aufgaben werden mit einer Pipetteneinrichtung, einer Manipulationseinrichtung und Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.These Tasks are performed with a pipette device, a manipulation device and method having the features of the independent claims solved. Advantageous embodiments and applications The invention will become apparent from the dependent claims.

Gemäß einem ersten Gesichtspunkt basiert die Erfindung auf der allgemeinen technischen Lehre, eine Pipetteneinrichtung bereitzustellen, die ein Pipettenrohr und eine Schwingungseinrichtung aufweist, wobei eine Schwingungsquelle der Schwingungseinrichtung an der Pipetteneinrichtung angebracht ist und ein Schwingelement der Schwingungseinrichtung im Pipettenrohr, in einer Pipettenspitze, die am Pipettenrohr vorgesehen ist und/oder in einem an der Pipettenspitze oder dem Pipettenrohr befestigten Perfusionsring angeordnet ist. Vorteilhafterweise ist erfindungsgemäß ein kompakter Aufbau der Schwingungseinrichtung vorgesehen, die zur Erzeugung von mindestens einer Schwingung, vorzugsweise mindestens einer Ult raschallschwingung eingerichtet ist. Sowohl die Schwingungsquelle (Schwingungsgeber) als auch das Schwingelement, das zur Einführung der Schwingung in eine Umgebung der Pipetteneinrichtung und/oder in die Pipettenspitze eingerichtet ist, bilden mit dem Pipettenrohr und der Pipettenspitze oder mit dem Pipettenrohr, der Pipettenspitze und dem Perfusionsring einen Verbund. Der Verbund zeichnet sich vorteilhafterweise durch eine vereinfachte Handhabbarkeit aus. In jeder Betriebsposition der Pipetteneinrichtung sind die Bedingungen der Erzeugung und Übertragung der Schwingung konstant, so dass sich die Pipetteneinrichtung durch stabile Schwingungsparameter auszeichnet. Der Weg zwischen der Schwingungsquelle und dem Ort der Überführung der Schwingung in die Umgebung ist auf die Dimension der Pipetteneinrichtung beschränkt, wodurch eine erhöhte Effektivität der Schwingungserzeugung erzielt wird. Vorteilhafterweise wird des weiteren durch die Positionierung des Schwingelements im Pipettenrohr oder der Pipettenspitze oder optional im Perfusionsring eine Lokalisierung der Schwingung auf einen eng begrenzten Raum erreicht. Die Schwingung wird auf einen Bereich begrenzt, dessen Dimension dem Durchmesser einer Austrittsöffnung des Pipettenrohres oder der Pipettenspitze oder dem Durchmesser des Perfusionsrings entspricht.According to one the first aspect, the invention is based on the general technical To teach to provide a pipette device containing a pipette tube and a vibration device, wherein a vibration source the vibrator attached to the pipette device is and a vibrating element of the vibrator in the pipette tube, in a pipette tip, which is provided on the pipette tube and / or in a position attached to the pipette tip or pipette tube Perfusion ring is arranged. Advantageously, the invention is a provided compact construction of the vibrating device, the Generation of at least one oscillation, preferably at least an ultrashort vibration is established. Both the vibration source (vibration generator) as well as the vibrating element, the introduction of the vibration in an environment of the pipette device and / or in the pipette tip is set up, form with the pipette tube and the pipette tip or with the pipette tube, the pipette tip and the perfusion ring a composite. The composite is advantageously characterized by a simplified handling. In every operating position the pipette device are the conditions of generation and transmission the oscillation constant, so that the pipette device through characterized stable vibration parameters. The path between the source of vibration and the place of transfer of the vibration into the environment is limited to the dimension of the pipette device, thereby increasing the efficiency of vibration generation is achieved. Advantageously, further by the positioning of the Oscillating element in the pipette tube or the pipette tip or optional In the perfusion ring a localization of the oscillation to a close reached limited space. The vibration is on an area limited, whose dimension is the diameter of an outlet opening of the pipette tube or the pipette tip or the diameter corresponds to the perfusion ring.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der erfindungsgemäßen Kombination einer Pipetteneinrichtung mit einer Schwingungseinrichtung ergibt sich aus der Möglichkeit, nach der Ablösung der Zellen von einem Zellträger diese mit der Pipetteneinrichtung aufzunehmen. Die Pipetteneinrichtung kann vorteilhafterweise sowohl als Trennwerkzeug als auch als Zellaufnahme zur Überführung der Zellen für eine weitere Anwendung oder Bearbeitung verwendet werden.One Another important advantage of the invention Combination of a pipette device with a vibrating device arises from the possibility after the replacement the cells from a cell carrier this with the pipette device receive. The pipette device can advantageously both as a separating tool as well as a cell receptacle for transfer the cells for another application or editing be used.

Erfindungsgemäß wird die Schwingung in einem lokal begrenzten Teilbereich (so genannter Wirkbereich) der Oberfläche des Zellträgers zugeführt. Im Wirkbereich sind die Zellen bei Betrieb der Schwingungseinrichtung den Schwingungen ausgesetzt, während außerhalb des Wirkbereiches die Zellen von den Schwingungen weniger beeinflusst oder unbeeinflusst bleiben. Vorteilhafterweise kann damit eine lokale, gezielte Beeinflussung adhärent wachsender Zellen erreicht und die Erzeugung von Zell-Arrays verbessert werden. Die Abgrenzung des Wirkbereiches gegenüber anderen Oberflächenbereichen des Zellträgers erfolgt mit mindestens einer Komponente der Pipetteneinrichtung, vorzugsweise mit der Pipettenspitze oder dem optional vorgesehen Perfusionsring.According to the invention the oscillation in a locally limited subarea (so-called effective range) fed to the surface of the cell carrier. In the effective range, the cells are in operation of the vibrating device exposed to the vibrations while outside of the effective range affects the cells less from the vibrations or remain unaffected. Advantageously, a local, Targeted influencing of adherently growing cells is achieved and the generation of cell arrays can be improved. The delimitation the effective range compared to other surface areas the cell carrier is carried out with at least one component the pipette device, preferably with the pipette tip or the optionally provided perfusion ring.

Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Manipulationseinrichtung bereitgestellt, die zur Manipulation mindestens einer biologischen Zelle eingerichtet ist und die Pipetteneinrichtung gemäß dem ersten Gesichtspunkt der Erfindung und eine Positioniereinrichtung umfasst, mit der die Pipetteneinrichtung in Bezug auf die mindestens eine biologische Zelle, insbesondere in Bezug auf einen Zellträger zur Aufnahme der Zelle positionierbar ist. Vorteilhafterweise ermöglicht die Kombination der Pipetten- und Positioniereinrichtungen eine genaue und reproduzierbare Einstellung der Position der Pipetteneinrichtung und damit des Bereichs der Einwirkung der Schwingung auf den Zellträger.According to one second aspect of the invention is a manipulation device provided for the manipulation of at least one biological Cell is set up and the pipette device according to the First aspect of the invention and a positioning device includes, with the pipette device with respect to the at least a biological cell, in particular with respect to a cell carrier is positionable for receiving the cell. Advantageously allows the combination of pipette and positioning a accurate and reproducible adjustment of the position of the pipette device and thus the part of the influence of vibration on the cell carrier.

Die mindestens eine zu behandelnde biologische Zelle ist auf einem Zellträger in einer Konditionierungs- und/oder Kultivierungsflüssigkeit (im folgenden allgemein als Behandlungsflüssigkeit bezeichnet) angeordnet. Der Zellträger umfasst eine feste Oberfläche wie zum Beispiel ein Kultivierungssubstrat oder den Boden eines Kultivierungsgefäßes. Alternativ kann der Zellträger ein Teil der Pipetteneinrichtung, insbesondere der Pipettenspitze sein.The at least one biological cell to be treated is on a cell carrier in a conditioning and / or culture fluid (hereinafter generally referred to as treatment liquid) arranged. The cell carrier comprises a solid surface such as a cultivation substrate or the soil of a Culture vessel. Alternatively, the cell carrier a part of the pipette device, in particular the pipette tip be.

Gemäß einem dritten Gesichtspunkt basiert die Erfindung auf der allgemeinen technischen Lehre, ein Verfahren zur Manipulation mindestens einer biologischen Zelle bereitzustellen, die in einer Flüssigkeit auf einem Zellträger angeordnet ist und unter Wirkung einer Schwingung behandelt wird, die mit der Pipetteneinrichtung gemäß dem oben genannten ersten Gesichtspunkt in einem lokal begrenzten Teilbereich der Flüssigkeit erzeugt wird. Erfindungsgemäß kann eine Behandlung einer einzelnen Zelle, einer Zelle innerhalb einer Zellgruppe, einer einzelnen Zellgruppe oder einer Zellgruppe innerhalb eines größeren Zellverbandes auf dem Zellträger vorgesehen sein.According to a third aspect, the invention is based on the general technical teaching to provide a method for manipulating at least one biological cell, which is arranged in a liquid on a cell carrier and is treated under the action of a vibration with the pipette device according to the above-mentioned first aspect in a localized part Area of the liquid is generated. According to the invention, a treatment of a single cell, a cell within a cell group, a single cell group or a cell group within a larger cell group on the cell carrier may be provided.

Vorteilhafterweise ermöglicht die Erfindung eine gezielte Behandlung von einer oder mehreren Zellen auf Oberflächen mit Schwingungen, insbesondere Ultraschall. Mit der Schwingungseinrichtung wird eine Pipetteneinrichtung mit einem Zusatzwerkzeug ausgestattet, mit dem die Anwendung herkömmlicher Manipulatoren zur Behandlung der Zellen mit Schwingungen erheblich erweitert wird.advantageously, The invention enables a targeted treatment of a or more cells on surfaces with vibrations, especially ultrasound. With the vibrator is a Pipette device equipped with an additional tool, with the the use of conventional manipulators for treatment the cells with vibrations is greatly expanded.

Mit dem Begriff "Pipetteneinrichtung" (oder: "Pipette") wird hier allgemein eine Vorrichtung bezeichnet, die zur Aufnahme und/oder Abgabe von Flüssigkeiten aus oder in offene Flüssigkeitsreservoire eingerichtet ist. Die Pipetteneinrichtung ermöglicht die Aufnahme, die zeitweilige Speicherung und die spätere Abgabe einer Flüssigkeit, die ggf. mindestens eine suspendierte Zelle enthält. Die Pipetteneinrichtung weist ein Pipettenrohr und eine Flüssigkeitsleitung (Pipettenspitze) auf, durch die eine fluidische Verbindung mit dem Flüssigkeitsreservoir gebildet werden kann. Alternativ kann die Pi petteneinrichtung mehrere Pipettenspitzen aufweisen, die mit einem gemeinsamen Pipettenrohr verbunden sind. In diesem Fall ist vorzugsweise in mindestens einer der Pipettenspitzen ein Schwingelement der Schwingungseinrichtung angeordnet.With The term "pipette device" (or: "pipette") is used here generally a device referred to for receiving and / or delivery of liquids from or in open liquid reservoirs is. The pipette device allows the recording, the temporary storage and subsequent discharge of a liquid, which optionally contains at least one suspended cell. The Pipette device has a pipette tube and a liquid line (Pipette tip) through which a fluidic connection with the Liquid reservoir can be formed. alternative the pi petteneinrichtung may have multiple pipette tips, which are connected to a common pipette tube. In this Case is preferably in at least one of the pipette tips Arranged vibrating element of the vibrating device.

Mit dem Begriff "Schwingungseinrichtung" (oder: "Schwingungserzeuger") wird hier allgemein eine Vorrichtung zur Erzeugung mindestens einer mechanischen Schwingung bezeichnet. Die Schwingungseinrichtung weist ein Schwingelement auf, über das die Schwingung in die Umgebung übertragen wird. Das Schwingelement ist dazu eingerichtet, in einer umgebenden Flüssigkeit eine mechanische Schwingung anzuregen. Die mechanische Schwingung kann allgemein eine Schwingung mit einer Frequenz umfassen, die im Bereich des Infraschalls, Hörschalls oder Ultraschalls gewählt ist. Vorzugsweise ist das Schwingelement zur Anregung einer Ultraschallschwingung in der umgebenden Flüssigkeit eingerichtet, da mit dieser eine besonders hohe Wirksamkeit der Zellbehandlung erreicht werden kann. Die Ultraschallschwingung weist vorzugsweise eine Frequenz im Bereich von 1 kHz bis 1 GHz auf. Entsprechend umfasst die Schwingungseinrichtung vorzugsweise eine Ultraschallquelle.With the term "vibration device" (or: "vibration generator") Here is generally a device for generating at least one mechanical Called vibration. The vibration device has a vibrating element via which the vibration is transmitted to the environment becomes. The vibrating element is adapted to be in a surrounding Liquid to stimulate a mechanical vibration. The mechanical vibration can generally be a vibration with a Frequency include those in the field of infrasound, sound or ultrasound is selected. Preferably, the vibrating element set up to excite ultrasonic vibration in the surrounding fluid, because with this a particularly high efficacy of cell treatment can be achieved. The ultrasonic vibration preferably has a frequency in the range of 1 kHz to 1 GHz. Accordingly includes the vibrator preferably an ultrasound source.

Die Schwingungseinrichtung ist z. B. eine piezoelektrische Schwingungseinrichtung, bei welcher die Schwingungsquelle durch einen piezoelektrischen Körper und das Schwingelement durch einen mit dem piezoelektrischen Körper verbundenen Schwingungstransmitter gebildet wird. Der Schwingungstransmitter ist z. B. ein Stift zur Einleitung des Schalls in eine Flüssigkeit oder ein festes Material).The Vibration device is z. B. a piezoelectric vibrator, in which the vibration source by a piezoelectric Body and the vibrating element by one with the piezoelectric Body connected vibration transmitter is formed. The vibration transmitter is z. B. a pin to initiate the sound in a liquid or a solid material).

Vorzugsweise ist das Schwingelement im Bereich der Pipettenspitze positioniert. Mit der Positionierung des Schwingelements im Bereich der Pipettenspitze wird eine geometrische Anordnung bezeichnet, bei der das Schwingelement in einer unmittelbaren Umgebung des Wandmaterials der Pipettenspitze positioniert ist. Das Schwingelement kann das Wandmaterial der Pipettenspitze berühren, um die Einkopplung der Schwingungen in das Wandmaterial zu verbessern. Alternativ kann das Schwingelement mit Abstand von dem Wandmaterial der Pipettenspitze angeordnet sein, um die Schwingung bevorzugt in die Flüssigkeit einzukoppeln. Vorteilhafterweise kann die Schwingung durch die Flüssigkeit und/oder das Wandmaterial der Pipettenspitze an deren freies Ende und dessen Umgebung zu den zu behandelnden Zellen geleitet werden. Erfindungsgemäß werden die Zellen vorzugsweise außerhalb der Pipettenspitze mit der Schwingung beaufschlagt. Alternativ ermöglicht die Erfindung, dass die Zellen in der Pipettenspitze mit der Schwingung beaufschlagt werden.Preferably the oscillating element is positioned in the area of the pipette tip. With the positioning of the vibrating element in the area of the pipette tip is called a geometric arrangement in which the vibrating element in an immediate vicinity of the wall material of the pipette tip is positioned. The vibrating element may be the wall material of the pipette tip Touch to the coupling of the vibrations in the wall material improve. Alternatively, the vibrating element spaced from the Wall material of the pipette tip be arranged to the vibration preferably coupled into the liquid. advantageously, The vibration can be due to the liquid and / or the wall material the pipette tip at the free end and its surroundings to the be routed to treated cells. According to the invention the cells preferably outside the pipette tip with the vibration applied. Alternatively, the Invention that the cells in the pipette tip with the vibration be charged.

Vorteilhafterweise bestehen keine Beschränkungen in Bezug auf den Ort der Befestigung der Schwingungsquelle an der Pipetteneinrichtung. Gemäß bevorzugten Alternativen ist die Schwingungsquelle am Pipettenrohr oder an der Pipettenspitze oder an dem optional vorgesehenen Perfusionsring angeordnet. Besonders bevorzugt ist die Verbindung der Schwingungsquelle mit dem Pipettenrohr oder dem Perfusionsring, da dies eine optimale Ausrichtung des Schwingelements, das mit der Schwingungsquelle verbunden ist, in Bezug auf die Pipettenspitze ermöglicht. Es wird insbesondere ermöglicht, dass das Schwingelement im Bereich der Pipettenspitze mit einem Abstand von der Pipettenspitze angeordnet ist.advantageously, There are no restrictions on the location of the Attaching the vibration source to the pipette device. According to preferred Alternatives is the vibration source on the pipette tube or on the Pipette tip or arranged on the optionally provided perfusion ring. Particularly preferred is the connection of the vibration source with the pipette tube or the perfusion ring, as this is an optimal Alignment of the vibrating element, which is connected to the vibration source is possible with respect to the pipette tip. It will in particular, allows the vibrating element in the area the pipette tip is arranged at a distance from the pipette tip is.

Wenn das Schwingelement in der Pipettenspitze angeordnet ist, so ist das Schwingelement gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vollständig von der Pipettenspitze aufgenommen. Das Schwingelement ist angeordnet, ohne in eine axiale Richtung aus einem freien Ende (Pipettenaustrittsöff nung) der Pipettenspitze herauszuragen. Durch die Anordnung des Schwingelements im Inneren der Pipettenspitze können die Schwingungen lokal in die Behandlungsflüssigkeit und zu den Zellen geleitet werden. Die Abgrenzung des Wirkbereiches erfolgt durch die Dämpfung der Schwingungen in der Umgebung der Pipettenspitze, eine Wand der auf dem Zellträger aufgesetzten Pipettenspitze und/oder den an der Pipettenspitze angebrachten Perfusionsring. Vorteilhafterweise wird damit die Lokalisierung der Schwingungswirkung verbessert.If the vibrating element is arranged in the pipette tip is so the vibrating element according to a preferred embodiment of the invention completely absorbed by the pipette tip. The vibrating element is arranged without being in an axial direction from a free end (Pipettenaustrittsöff opening) of the pipette tip stand out. By the arrangement of the vibrating element inside the pipette tip can absorb the vibrations locally in the Treatment liquid and are passed to the cells. The delimitation of the effective range is effected by the damping the vibrations in the vicinity of the pipette tip, a wall of the on the cell carrier attached pipette tip and / or the perfusion ring attached to the pipette tip. advantageously, thus the localization of the vibration effect is improved.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Schwingungseinrichtung, insbesondere die Schwingungsquelle oder das Schwingelement mit einer Kopplungseinrichtung verbunden, welche die Pipettenspitze mit dem Pipettenrohr verbindet. Vorteilhafterweise kann damit die Schwingungseinrichtung so in der Pipetteneinrichtung angeordnet sein, dass die Schwingungsquelle im Pipettenrohr und das Schwingelement in der Pipettenspitze positioniert sind. Im Pipettenrohr ist mehr Platz vorhanden, um die Schwingungsquelle, wie zum Beispiel den piezoelektrischen Kristall, vollständig aufzunehmen, während mit dem sich in der Pipettenspitze erstreckenden Schwingelement eine Erzeugung der Schwingung in der Pipettenspitze nahe von deren Öffnung ermöglicht wird.According to one advantageous embodiment of the invention is the vibrating device, in particular the vibration source or the vibrating element with a Coupling device connected to the pipette tip with the Pipette tube connects. Advantageously, thus the vibration device be arranged in the pipette device that the vibration source positioned in the pipette tube and the vibrating element in the pipette tip are. There is more room in the pipette tube for the vibration source, such as the piezoelectric crystal, completely while taking in the pipette tip extending vibrating element generating the vibration in the Pipette tip allows near the opening becomes.

Gemäß einer alternativen, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Schwingungseinrichtung mit einer Halteeinrichtung verbunden, die im Pipettenrohr angeordnet ist. Mit dieser Variante der Erfindung kann vorteilhafterweise ein Austausch der Pipettenspitze vereinfacht werden. Die Pipetteneinrichtung kann flexibel für verschiedene Aufgaben angepasst werden. Ein weiterer Vorteil besteht in der Variabilität der Gestaltung der Halteeinrichtung, deren Aufbau in Abhängigkeit von der verwendeten Schwingungsquelle gewählt werden kann.According to one alternative, preferred embodiment of the invention the vibration device is connected to a holding device, which is arranged in the pipette tube. With this variant of the invention can advantageously simplify replacement of the pipette tip become. The pipette device can be flexible for different Tasks are adjusted. Another advantage is the variability the design of the holding device whose structure in dependence can be selected from the vibration source used.

Die Halteeinrichtung kann vorzugsweise eines der folgenden Teile oder eine Zusammensetzung aus diesen Teilen umfassen. In einer ersten Variante umfasst die Halteeinrichtung einen Haltestab, der im Pipettenrohr befestigt ist und sich in einer axialen Richtung des Pipettenrohres erstreckt. Die Verwendung des Haltestabes hat den Vorteil, dass mit diesem die Positionierung der Schwingungsquelle leicht an die Länge des Pipettenrohres angepasst werden kann. In einer zweiten Variante umfasst die Halteeinrichtung einen Haltestopfen. Der Haltestopfen erstreckt sich in radialer Richtung über den Innenquerschnitt des Pipettenrohres. Vorteilhafterweise kann der Haltestopfen im Pipettenrohr in der Nähe von dessen distalem Ende, d. h. in der Nähe der Pipettenspitze positioniert werden. Dies ermöglicht eine Verringerung des Totvolumens im Pipettenrohr. In einer dritten Variante kann die Halteeinrichtung einen Haltering umfassen, dessen Innendurchmesser zur Aufnahme der Schwingungsquelle eingerichtet ist und dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des Pipettenrohres entspricht. Die Kombination aus Haltering und Schwingungsquelle kann entsprechend einen Haltestopfen ersetzen. Eine Zusammensetzung der genannten Teile kann zum Beispiel einen Haltestopfen mit einem zur Pipettenspitze weisenden Haltestab oder einen Haltestopfen mit einem Haltering oder eine Kombination aus allen drei Teilen umfassen. Des weiteren können mehrere der genannten Teile, wie zum Beispiel mehrere Haltestäbe oder mehrere Halteringe vorgesehen sein.The Holding device may preferably be one of the following parts or comprise a composition of these parts. In a first Variant, the holding device comprises a holding rod in the pipette tube is attached and located in an axial direction of the pipette tube extends. The use of the retaining bar has the advantage that with this the positioning of the vibration source easily to the Length of the pipette tube can be adjusted. In a second variant, the holding device comprises a retaining plug. The retaining plug extends in the radial direction the inner cross section of the pipette tube. Advantageously, the Holding plug in the pipette tube near its distal End, d. H. positioned near the pipette tip become. This allows a reduction of the dead volume in the pipette tube. In a third variant, the holding device a retaining ring, whose inner diameter for receiving the Vibration source is set up and its outer diameter corresponds to the inner diameter of the pipette tube. The combination From retaining ring and vibration source can accordingly a retaining plug replace. A composition of said parts may, for example, a Holding plug with a pointing to the pipette tip holding rod or a retaining plug with a retaining ring or a combination of all three parts. Furthermore, several can the said parts, such as several support rods or be provided a plurality of retaining rings.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Schwingungsquelle schwingungsgedämpft an der Pipetteneinrichtung befestigt. Ein größerer Anteil der mit der Schwingungsquelle erzeugten Schwingungen wird von der Schwingungsquelle über das Schwingelement in die Umgebung der Pipetteneinrichtung geleitet, während nur ein geringer Bruch teil an das Pipettenrohr übertragen wird. Vorteilhafterweise kann damit die Effektivität der Schwingungserzeugung verbessert werden. Es bestehen verschiedene Varianten, die Schwingungsquelle schwingungsgedämpft an der Pipetteneinrichtung, insbesondere im Pipettenrohr und/oder am Perfusionsring befestigen. Hierzu kann beispielsweise ein elastisch deformierbares Material verwendet werden, das an der Halteeinrichtung, insbesondere an dem Haltestab, dem Haltestopfen und/oder dem Haltering vorgesehen ist. Besonders bevorzugt wird die schwingungsgedämpfte Fixierung der Schwingungsquelle im Pipettenrohr durch einen Haltering aus elastisch deformierbarem Material, z. B. Gummi bereitgestellt.According to one Another preferred embodiment of the invention the vibration source vibration damped attached to the pipette device. A larger proportion of those with the vibration source generated vibrations is transmitted from the vibration source over the oscillating element is guided into the environment of the pipette device, while only a small fraction transferred to the pipette tube becomes. Advantageously, thus the effectiveness of the Vibration generation can be improved. There are different ones Variants, the vibration source vibration damped the pipette device, in particular in the pipette tube and / or on Attach perfusion ring. For this example, an elastic deformable material used on the holding device, in particular on the retaining bar, the retaining plug and / or the retaining ring is provided. Particularly preferred is the vibration damped Fixation of the vibration source in the pipette tube by a retaining ring made of elastically deformable material, for. As provided rubber.

Wenn gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform in der Erfindung die Pipetteneinrichtung eine Innenform aufweist, durch welche die Schwingung vom Schwingelement zu der Pipettenspitze und deren Öffnung gerichtet wird, kann vorteilhafterweise die Effektivität der Schwingungserzeugung und die Lokalisierung der Schwingungswirkung verbessert werden. Die gerichtete Leitung der Schwingung zu der Pipettenspitze wird vorzugsweise durch eine sich verjüngende Innenform der Pipettenspitze, des Pipettenrohres und/oder des optional vorgesehenen Perfusionsrings erreicht. Besonders bevorzugt ist eine Variante der Erfindung, bei der das Pipettenrohr einen konischen Ansatz aufweist. Der konische Ansatz umfasst einen Abschnitt des Pipettenrohrs, in dem sich die Innen- und Außendurchmesser des Pipettenrohres hin zur Pipettenspitze verringern. Dies ermöglicht eine vereinfachte Aufnahme der Pipettenspitze auf dem Ende des Pipettenrohres und die Bereitstellung der sich zur Pipettenspitze hin verjüngenden Innenform.If according to a further preferred embodiment in the invention, the pipette device has an inner shape, through which the vibration from the vibrating element to the pipette tip and whose opening is directed, can advantageously the effectiveness of vibration generation and localization the vibration effect can be improved. The directional line the vibration to the pipette tip is preferably by a tapered inner shape of the pipette tip, the pipette tube and / or the optionally provided perfusion ring. Especially preferred is a variant of the invention, wherein the pipette tube has a conical approach. The conical approach includes one Section of the pipette tube, in which the inner and outer diameter of the pipette tube towards the pipette tip. this makes possible a simplified recording of the pipette tip on the end of the pipette tube and the provision of the tapering towards the pipette tip Interior shape.

Vorteilhafterweise kann die Fokussierung der Schwingung weiter verbessert werden, wenn gemäß einer weiteren Variante der Erfindung die Pipetteneinrichtung mit einer Fokussiereinrich tung ausgestattet ist. Mit der Fokussiereinrichtung ist die Schwingung in der Pipettenspitze auf deren Öffnung fokussierbar. Die Fokussiereinrichtung umfasst zum Beispiel mechanische Elemente in der Pipettenspitze, die zur gerichteten Leitung der Schwingung eingerichtet sind. Alternativ oder zusätzlich umfasst die Fokussiereinrichtung einen Oberflächenbereich des Schwingelements. Beispielsweise kann eine Schallfokussierung mit einer parabolisch oder kugelförmig gebildeten Oberfläche des Schwingelements erreicht werden.advantageously, the focus of the vibration can be further improved if According to a further variant of the invention the Pipette device equipped with a Fokussiereinrich is. With the focusing device is the vibration in the pipette tip Focusable on the opening. The focusing device includes, for example, mechanical elements in the pipette tip, which are set up for directional conduction of the vibration. alternative or additionally, the focusing device comprises a Surface area of the vibrating element. For example can be a sound focusing with a parabolic or spherical shape Surface of the vibrating element can be achieved.

Die Pipettenspitze der erfindungsgemäßen Pipetteneinrichtung kann optional mit einem Perfusionsring ausgestattet sein. Mit „Perfusionsring" wird allgemein ein ringförmiges Bauteil bezeichnet, das die Pipettenspitze radial umgibt und in Richtung des freien Endes der Pipettenspitze eine abdichtende Auflagefläche aufweist, die auf den Zellträger aufsetzbar ist. Mit dem Perfusionsring wird um die Pipettenspitze ein Behandlungsvolumen geschaffen, auf das die erfindungsgemäße Schallbehandlung lokal begrenzt wird. Der Perfusionsring ist vorzugsweise so gebildet, wie der in DE 197 42 163 A1 beschriebene Perfusionsring. DE 197 42 163 A1 wird hinsichtlich des Aufbaus und der Handhabung des Perfusionsrings durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung eingeführt.The pipette tip of the pipette device according to the invention can optionally be equipped with a perfusion ring. The term "perfusion ring" generally refers to an annular component which radially surrounds the pipette tip and has a sealing contact surface, which can be placed on the cell carrier, in the direction of the free end of the pipette tip The perfusion ring is preferably formed as the in DE 197 42 163 A1 described perfusion ring. DE 197 42 163 A1 will be incorporated by reference into the present specification for the structure and handling of the perfusion ring.

Der Perfusionsring ermöglicht vorteilhafterweise eine weitere Abgrenzung der Schwingungswirkung in der Umgebung der Pipettenspitze. Die Kombination der Pipettenspitze mit dem Perfusionsring ermöglicht insbesondere, dass die Herstellung von Zellarrays vereinfacht wird, da mit dem Perfusionsring die lokale Ultraschalleinwirkung verbessert wird. Die Zellen können mit der erfindungsgemäßen Schallbehandlung auf einen Zellträger lokal begrenzt Ultraschall-gestützt transfiziert werden.Of the Perfusion ring advantageously allows another Delimitation of the vibration effect in the vicinity of the pipette tip. The combination of the pipette tip with the perfusion ring allows in particular, that the production of cell arrays is simplified, because the perfusion ring improves the local ultrasound effect becomes. The cells can with the sound treatment of the invention locally limited to a cell carrier ultrasound-supported be transfected.

Vorzugsweise ist der Perfusionsring an der Pipettenspitze lösbar befestigt. Erfindungsgemäß kann der Perfusionsring mit der Pipettenspitze fest verbunden sein. Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung ist jedoch eine lösbare Verbindung, wie z. B. eine Steckverbindung vorgesehen, um den Perfusionsring bei Bedarf an die Pipettenspitze aufzustecken oder nach der Schallbehandlung der Zellen von der Pipettenspitze zu trennen. Der Vorteil der Trennbarkeit des Perfusionsrings von der Pipettenspitze besteht in der Flexibilität bei der Anpassung der Pipetteneinrichtung an eine konkrete Anwendung. Vorzugsweise weist der Perfusionsring einen inneren Halterungsbereich (Spitzenaufnahme) auf, in den die Pipettenspitze kraftschlüssig einsteckbar ist. Mit der Bereitstellung der Spitzenaufnahme wird die schnelle Verbindung und Trennung des Perfusionsrings und der Pipettenspitze vereinfacht.Preferably the perfusion ring is releasably attached to the pipette tip. According to the invention, the perfusion ring with the Pipette tip to be firmly connected. According to one however, the preferred variant of the invention is a detachable one Connection, such. B. a connector provided to the perfusion ring if necessary attach to the pipette tip or after sonication to separate the cells from the pipette tip. The advantage of separability of the perfusion ring from the pipette tip is in flexibility in the adaptation of the pipette device to a specific application. Preferably, the perfusion ring has an inner support area (Tip recording), in which the pipette tip frictionally is pluggable. With the provision of lace recording will be the fast connection and separation of the perfusion ring and the Simplified pipette tip.

Wenn die Pipetteneinrichtung mit dem Perfusionsring ausgestattet ist, kann gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Schwingelement außerhalb der Pipettenspitze im Perfusionsring angeordnet sein. In diesem Fall ergibt sich vorteilhafterweise ein vergrößerter, jedoch scharf abgegrenzter Bereich der Schwingungswirkung auf dem Zellträger. Beispielsweise kann die Schwingungsquelle der Schwingungseinrichtung am Perfusionsring befestigt sein, so dass das Schwingelement in den freien Innenraum des Perfusionsrings ragt. Vorzugsweise hat das Schwingelement einen Abstand sowohl zur Pipettenspitze als auch zum Perfusionsring, so dass die Schwingung bevorzugt in die Flüssigkeit auf dem Zellträger übertragen und auf die mindestens eine biologische Zelle auf dem Zellträger zugeführt wird.If the pipette device is equipped with the perfusion ring, may according to another preferred embodiment the invention, the vibrating element outside the pipette tip be arranged in the perfusion ring. In this case results advantageously an enlarged, but sharply demarcated area the vibrational effect on the cell carrier. For example may be the vibration source of the vibrating device on the perfusion ring be attached so that the vibrating element in the free interior of the perfusion ring protrudes. Preferably, the vibrating element has a distance both the pipette tip and the perfusion ring, so that the Vibration preferably transferred to the liquid on the cell carrier and fed to the at least one biological cell on the cell carrier becomes.

Weitere Vorteile für die Anpassung der Pipetteneinrichtung an konkrete Anforderungen der Manipulation einer biologischen Zelle werden erzielt, wenn die Übertragung der Schwingung vom Schwingelement in die Umgebung durch die Form des freien Endes der Pipettenspitze beeinflusst wird. Beispielsweise kann die Pipettenaustrittsöffnung eine seitliche Öffnung, wie z. B. eine Einkerbung aufweisen, die mehrere Funktionen erfüllen kann. Durch die seitliche Öffnung können, wenn die Pipettenspitze mit der Pipettenaustrittsöffnung auf einem Zellträger aufgesetzt ist, Zellen in die Pipettenspitze aufgenommen und dort der Schwingungswirkung ausgesetzt werden. Des weiteren kann die Schwingung bevorzugt durch die seitliche Öffnung in die Umgebung geleitet werden.Further Advantages for the adaptation of the pipette device to concrete Requirements of manipulation of a biological cell are achieved when the transmission of the vibration from the vibrating element in the Environment influenced by the shape of the free end of the pipette tip becomes. For example, the pipette outlet opening a side opening, such. B. have a notch, which can fulfill several functions. Through the side opening can when the pipette tip with the pipette outlet placed on a cell carrier, cells in the pipette tip be absorbed and exposed there to the vibration effect. Of further, the vibration may preferably be through the lateral opening be directed into the environment.

Gemäß einer weiteren Variante der Erfindung kann die Pipettenaustrittsöffnung relativ zur axialen Längsrichtung der Pipettenspitze schräg gebildet sein. Die Pipettenaustrittsöffnung weist eine Randkante auf, die in einer Ebene verläuft, die mit der Achse der Pipettenspitze einen Winkel ungleich 90° bildet. Die schräge Randkante ermöglicht vorteilhafterweise ein geneigtes Aufsetzen der Pipetteneinrichtung auf den Zellträger und damit eine gerichtete Übertragung der Schwingung auf Zellen auf dem Zellträger und eine vereinfachte Aufnahme von Zellen, die unter der Wirkung der Schwingung vom Zellträger abgelöst wurden. Vorzugsweise bildet die schräge Randkante am freien Ende der Pipettenspitze einen Spitzenbereich, mit dem die Pipettenspitze auf den Zellträger aufgesetzt werden kann, so dass keine oder nur wenige Zellen auf dem Zellträger verletzt werden.According to one Another variant of the invention, the pipette outlet opening obliquely relative to the axial longitudinal direction of the pipette tip be formed. The pipette outlet opening has a peripheral edge which runs in a plane coinciding with the axis of the Pipette tip forms an angle not equal to 90 °. The slope Edge allows advantageously a tilted touchdown the pipette device on the cell carrier and thus a directed transmission of the vibration to cells on the cell carrier and a simplified uptake of cells under the effect the vibration were removed from the cell carrier. Preferably, the oblique edge forms at the free end the pipette tip a tip area, with the pipette tip on The cell carrier can be placed on, so that no or only a few cells on the cell carrier are injured.

Gemäß weiteren bevorzugten Merkmalen ist die erfindungsgemäße Pipetteneinrichtung mit einer Federeinrichtung und/oder einer Dosiereinrichtung ausgestattet. Die Federeinrichtung ist vorzugsweise an dem Pipettenrohr angebracht. Ein Teil der Federeinrichtung ist mit dem Pipettenrohr fest verbunden, während ein anderes, relativ zum Pipettenrohr elastisch verschiebba res Teil einen Anschlag für eine Kraftwirkung, wie zum Beispiel eine manuelle Betätigungskraft oder eine Antriebskraft der Positioniereinrichtung bildet. Mit der Federeinrichtung ist eine Aufsetzkraft der Pipetteneinrichtung, insbesondere der Pipettenspitze und des optional vorgesehenen Perfusionsrings auf dem Zellträger einstellbar. Die Dosiereinrichtung ist zur Befüllung eines Innenraums des Pipettenrohres und der Pipettenspitze mit einer Betriebsflüssigkeit eingerichtet. Vorteilhafterweise kann mit der Dosiereinrichtung das Volumen der zugeführten Betriebsflüssigkeit eingestellt werden. Die Betriebsflüssigkeit umfasst vorzugsweise eine physiologische Salzlösung, eine Flüssigkeit mit mindestens einem Enzym, insbesondere zum enzymatischen Abbau adhärent auf dem Zellträger gewachsener Zellen, und/oder eine Flüssigkeit mit mindestens einem Schallkontrastmittel.According to further preferred features, the pipette device according to the invention is equipped with a spring device and / or a metering device. The spring device is preferably attached to the pipette tube. A part of the spring means is fixedly connected to the pipette tube, while another, elastically displaceable relative to the pipette tube res part forms a stop for a force effect, such as a manual actuation force or a driving force of the positioning. With the spring means a placement force of the pipette device, in particular the pipette tip and the optionally provided perfusion ring on the cell carrier can be adjusted. The metering device is set up to fill an interior of the pipette tube and the pipette tip with a working fluid. Advantageously, with the metering device, the volume of the supplied operating fluid can be adjusted. Thieves drive fluid preferably comprises a physiological salt solution, a liquid with at least one enzyme, in particular for enzymatic degradation adherent to the cell carrier grown cells, and / or a liquid with at least one Schallkontrastmittel.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Manipulationseinrichtung ist diese mit einer Kameraeinrichtung ausgestattet. Die Kameraeinrichtung ist zur Bildaufnahme der Pipetteneinrichtung, insbesondere der Pipettenspitze und/oder des optional vorgesehenen Perfusionsringes, und/oder des Zellträgers eingerichtet. Die Kameraeinrichtung vereinfacht die Einstellung der Pipetteneinrichtung mit der Positioniereinrichtung. Insbesondere wird ein automatisierter Betrieb der Manipulationseinrichtung ermöglicht, bei dem eine Steuereinrichtung in Abhängigkeit von Bildern der Pipettenspitze, des Perfusionsringes und/oder des Zellträgers die Positioniereinrichtung ansteuert.According to one preferred embodiment of the invention Manipulation device this is equipped with a camera device. The camera device is for image acquisition of the pipette device, in particular the pipette tip and / or the optionally provided Perfusionsringes, and / or the cell carrier set up. The camera device simplifies the setting of the pipette device with the positioning device. In particular, an automated Operation of the manipulation device allows, in the a control device in dependence on images of Pipette tip, the perfusion ring and / or the cell carrier activates the positioning device.

Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung besteht in der Variabilität der möglichen Schwingungsbehandlungen. Die Behandlung der Zellen umfasst gemäß bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung eine Einführung mindestens einer Wirkkomponente in die Zellen (Transfektion) und/oder eine Ablösung der Zellen vom Zellträger oder einer auf dem Zellträger gebildeten Zellkultur. Mit der Erfindung wird nicht nur ermöglicht, dass der Ablösevorgang von Zellen von den Oberflächen beschleunigt wird, sondern dass auch vorbestimmte Anordnungen (insbesondere Mikroarrays) von spezifisch behandelten, adhärenten Zellen erzeugt werden.One Another important advantage of the invention is the variability the possible vibration treatments. The treatment of Cells comprise according to preferred embodiments The invention provides an introduction of at least one active component into the cells (transfection) and / or a detachment of the cells from the cell carrier or one formed on the cell carrier Cell culture. The invention not only enables that the detachment process of cells from the surfaces is accelerated, but that also predetermined arrangements (in particular Microarrays) of specifically treated, adherent cells be generated.

Mit dem Begriff "Wirkkomponente" wird hier allgemein ein Material (z. B. Substanz, Substanz-Zusammensetzung oder Gasbläschen) bezeichnet, das durch eine Zellmembran in die Zelle einführbar ist und in der Zelle eine vorbestimmte Wirkung für den weiteren Zustand der Zelle (z. B. den Stoffwechsel oder die Zellteilung) oder eine Markierung (Nachweisbarkeit) der Zelle hat. Die Einführung der Wirkkomponente in die Zelle erfolgt vorzugsweise durch eine vorübergehende, reversible Unterbrechung der Zellmembran (Poration).With The term "active component" is here generally a material (eg. B. substance, substance composition or gas bubbles) referred to by a cell membrane into the cell insertable is and in the cell a predetermined effect for the other Condition of the cell (eg metabolism or cell division) or a label (detectability) of the cell. The introduction the active component in the cell is preferably carried out by a temporary, reversible disruption of the cell membrane (Poration).

Gemäß einer bevorzugten Variante der Erfindung wird ein Schallkontrastmittel als Wirkkomponente in die Zellen eingeführt. In diesem Fall können sich Vorteile für eine Beobachtung der Zelle mit einem bildgebenden Verfahren unter Verwendung von Ultraschall ergeben. Ein „Schallkontrastmittel" ist allgemein ein Material, das im Innern der Zellen in Bezug auf die Zellbestandteile Grenzflächen bildet, an denen eine Reflektion von Schallwellen erfolgt. Die Transfektion eines Schallkontrastmittels in die adhärent auf dem Zellträger angeordneten Zellen hat den Vorteil, dass die mit den Schwingungen behandelten Zellen bei der weiteren Manipulation mit schallbasierten Nachweisverfahren beobachtet werden können.According to one preferred variant of the invention is a sound contrast agent as an active component introduced into the cells. In this Case may have advantages for an observation the cell with an imaging method using ultrasound result. A "sound contrast agent" is generally a material the inside of cells in terms of cell constituents interfaces forms, at which a reflection of sound waves takes place. The transfection a Schallkontrastmittels in the adherent to the cell carrier arranged cells has the advantage that with the vibrations treated cells in further manipulation with sound-based Detection method can be observed.

Besonders bevorzugt ist die Einführung eines mit mindestens einer Wirksubstanz beladenen Schallkontrastmittels, das zusätzlich zur Kontrastfunktion eine Transportfunktion erfüllt. Wenn gemäß dieser Variante der Erfindung das Schallkontrast mittel mindestens eine Wirksubstanz enthält, kann vorteilhafterweise neben der genannten Markierungsfunktion des Kontrastmittels eine zweite Wirkung, wie z. B. eine Beeinflussung der Zellbestandteile oder des Stoffwechsels in der Zelle erreicht werden. Besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform der Erfindung, bei der das Schallkontrastmittel mit biologischen Makromolekülen, wie z. B. DNS- oder RNS-Molekülen oder -Bestandteilen, Proteinen, Peptiden etc. beladen wird, mit denen vorteilhafterweise direkt zellbiologische Vorgänge in der Zelle beeinflusst werden können.Especially preferred is the introduction of one with at least one Active substance laden sound contrast agent, the additional for contrast function fulfills a transport function. If according to this variant of the invention, the sound contrast medium contains at least one active substance, can advantageously in addition to the mentioned marking function of the contrast agent a second effect, such. B. an influence on the cell components or metabolism in the cell. Especially preferred is an embodiment of the invention, wherein the sound contrast agent with biological macromolecules, such. As DNA or RNA molecules or components, proteins, peptides, etc. is loaded with which advantageously directly cell biological processes can be influenced in the cell.

Beispiele für erfindungsgemäß verwendete Ultraschallkontrastmittel sind: freie Gasbläschen, Vorläufersubstanzen von Gasen, von organischen oder anorganischen Substanzen umkapselte Gasbläschen, Lösungen, kolloidale Lösungen, Suspensionen, Dispersionen, Ionophoren, gelöste Mikropartikel, gelöste Polymer-Sphären, gelöste organische und/oder anorganische Moleküle, zuckerhaltige Lösungen, Mikropartikel, ferro- oder paramagnetische Metalle, Mikroaggregate, poröse Partikel von organische und/oder anorganischem Material, lipidhaltigen Mikrosphären und/oder Emulsionen, wobei die Gasbläschen vorzugsweise Luft, Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid, fluoriertes Gas und/oder ein anderes biokompatibles Gas enthalten. Erfindungsgemäß werden besonders bevorzugt kohlenhydratbasierte, Bläschen bildende Ultraschallkontrastmittel, wie z. B. Levovist (Handelsbezeichnung) oder Optison (Handelsbezeichnung, Octafluoropropangas verkapselt in einer Sphäre aus humanem Albumin) verwendet. Der Gaseinschluss in diesen Ultraschallkontrastmitteln führt vorteilhafterweise zu einer verbesserten Kraftübertragung.Examples for ultrasound contrast agents used according to the invention are: free gas bubbles, precursors of Gases, encapsulated by organic or inorganic substances Gas bubbles, solutions, colloidal solutions, Suspensions, dispersions, ionophores, dissolved microparticles, dissolved polymer spheres, dissolved organic and / or inorganic molecules, sugary solutions, Microparticles, ferro- or paramagnetic metals, microaggregates, porous particles of organic and / or inorganic material, lipid-containing microspheres and / or emulsions, wherein the Gas bubbles preferably air, nitrogen, oxygen, carbon dioxide, fluorinated gas and / or another biocompatible gas. Carbohydrate-based blisters are particularly preferred in accordance with the invention forming ultrasound contrast agent, such as. B. Levovist (trade name) or Optison (trade name, octafluoropropane gas encapsulated in a sphere of human albumin). The gas inclusion in these ultrasound contrast agents leads advantageously to an improved power transmission.

Erfindungsgemäß können die in die Zellen eingeführten Partikel als solche eine zellbiologische Wirkung haben. Besonders bevorzugt ist jedoch eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Partikel eine Wirksubstanz tragen, wie z. B. die oben genannten biologischen Makromoleküle. Mindestens eine Wirksubstanz kann beispielsweise als Schicht auf der Oberfläche der Nanopartikel gebunden sein, um mit den Nanopartikeln in das Innere der Zellen zu gelangen.According to the invention the particles introduced into the cells as such have cell biological effect. However, an embodiment is particularly preferred of the invention in which the particles carry an active substance, such as z. B. the above-mentioned biological macromolecules. At least an active substance can, for example, as a layer on the surface The nanoparticles must be bound to interact with the nanoparticles in the nanoparticles Inside of the cells to arrive.

Vorzugsweise wird die mindestens eine Schwingung in der Flüssigkeit, welche die biologische Zelle umgibt, mit einer Energie derart erzeugt, dass in der Flüssigkeit Kavitationen auftreten. Vorteilhafterweise wird in der Zellmembran mindestens eine Perforation gebildet, die eine Einführung des Schallkontrastmittels und/oder einer Wirksubstanz von der Flüssigkeit in die Zelle ermöglicht.Preferably, the at least one vibration in the liquid surrounding the biological cell is generated with an energy such that cavitations occur in the liquid. advantage Proven, at least one perforation is formed in the cell membrane, which allows an introduction of the sound contrast agent and / or an active substance from the liquid into the cell.

Wenn die erfindungsgemäße Zellbehandlung eine Ablösung der Zellen vom Zellträger umfasst, wird gemäß einer weiteren bevorzugten Variante der Erfindung als Behandlungsflüssigkeit eine physiologische Lösung verwendet, die ein Enzym zur Förderung der Zellablösung enthält. Das Enzym umfasst vorzugsweise Trypsin oder ein anderes proteolytisches Enzym, wie z. B. Kollagenase. Durch den Enzymzusatz wird die Schallwirkung unterstützt, so dass der Ablösungsvorgang vorteilhafterweise beschleunigt wird.If the cell treatment according to the invention a detachment the cells from the cell carrier is, according to a Another preferred variant of the invention as a treatment liquid a physiological solution that uses an enzyme to promote the cell detachment contains. The enzyme preferably comprises Trypsin or another proteolytic enzyme, such as. Collagenase. The addition of enzyme supports the sound effect, so that the detachment process advantageously accelerates becomes.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Ablösung der Zellen vom Zellträger berührungslos, d. h. ausschließlich unter der Einwirkung der auf dem Zellträger die Zellen überdeckenden Behandlungsflüssigkeit und ohne Kontakt mit festen Oberflächen von Trennwerkzeugen. Die abgelöste Zelle ist frei von Berührungen durch mechanische Werkzeuge. Die Behandlungsflüssigkeit wird zur Übertragung der Schwingungen auf die Zellen verwendet. Unter der Wirkung der Schwingungen wird eine Abtrennung der adhärenten Zellkontakte mit dem Zellträger gefördert. Die Wirkung der Behandlungsflüssigkeit kann optional gesteigert werden, indem eine Perfusionsströmung erzeugt wird. Um die Schwingung, insbesondere den Ultraschall unmittelbar von dem Schwingelement der Schwingungseinrichtung zu den Zellen zu leiten, ist das Schwingelement gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in der Pipetteneinrichtung so angeordnet, dass das Schwingelement einen Abstand von Wänden der Pipettenspitze aufweist und von der Behandlungsflüssigkeit in der Pipettenspitze umgeben ist.According to one Another preferred embodiment of the invention takes place the detachment of the cells from the cell carrier without contact, d. H. exclusively under the action of the on the cell carrier the cells covering treatment liquid and without contact with solid surfaces of separating tools. The detached cell is free of contact with mechanical tools. The treatment liquid is used to transmit the vibrations to the cells. Under the effect of the vibrations, a separation of the adherent cell contacts promoted with the cell carrier. The effect of Treatment liquid can optionally be increased by creating a perfusion flow. To the vibration, in particular the ultrasound directly from the vibrating element guiding the vibrator to the cells is the vibrating element according to a particularly preferred embodiment the invention in the pipette device arranged so that the Oscillating element has a distance from walls of the pipette tip and the treatment liquid in the pipette tip is surrounded.

Alternativ können die Schwingungen mit der auf den Zellträger aufgesetzten Pipettenspitze direkt auf die Zellen geleitet werden. Die Zellen werden in diesem Fall durch die mechanische Schwingung der Pipettenspitze vom Zellträger abgezogen.alternative The vibrations can be transferred to the cell carrier attached pipette tip are passed directly to the cells. The cells are in this case by the mechanical vibration the pipette tip removed from the cell carrier.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich durch die Aufnahme der mindestens einen abgelösten biologischen Zelle in die Pipetteneinrichtung aus. Am Pipettenrohr und/oder der Pipettenspitze wird, vorzugsweise mit der Dosiereinrichtung ein Unterdruck gebildet, durch den Flüssigkeit mit der abgelösten Zelle durch die Pipettenaustrittsöffnung in die Pipettenspitze eingesogen wird. Vorteilhafterweise erfüllt die Pipetteneinrichtung somit eine Doppelfunktion, nämlich die Funktion der lokal begrenzten Beaufschlagung der biologischen Zelle mit einer Schwingung und die Funktion der Aufnahme der abgelösten Zelle für weitere Manipulationen, wie zum Beispiel eine Übertragung zu einem anderen Zellträger oder eine Perfusion.A particularly advantageous embodiment of the invention is characterized by taking the at least one detached biological cell into the pipette device. On the pipette tube and / or the pipette tip is, preferably with the metering device a negative pressure formed by the liquid with the detached cell through the pipette outlet opening is sucked into the pipette tip. Advantageously fulfilled the pipette device thus a double function, namely the function of localized bioburden Cell with a vibration and the function of recording the detached Cell for further manipulations, such as a transmission to another cell carrier or a perfusion.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindungen werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung ersichtlich, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Es zeigen:Further Details and advantages of the inventions will become apparent from the following Description of the preferred embodiments of the invention as shown in the accompanying drawings are. Show it:

1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Pipetteneinrichtung; 1 a first embodiment of a pipette device according to the invention;

2 und 3: Varianten der Pipettenspitze der Pipetteneinrichtung gemäß 1; 2 and 3 : Variants of the pipette tip of the pipette device according to 1 ;

4 bis 6: weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pipetteneinrichtung; und 4 to 6 : further embodiments of the pipette device according to the invention; and

7: eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Manipulationseinrichtung. 7 : An embodiment of a manipulation device according to the invention.

1 zeigt in schematischer Perspektivansicht eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pipetteneinrichtung 10 mit der Pipettenspitze 11, dem Pipettenrohr 13 und der Schwingungseinrichtung 20, die im Inneren der Pipetteneinrichtung 10, insbesondere in einem inneren Volumen innerhalb der Pipettenspitze 11 und/oder des Pipettenrohrs 13 angeordnet ist. Die Pipettenspitze 11 ist durch eine Kopplungseinrichtung 12 mit dem Pipettenrohr 13 verbunden. Die Komponenten 11, 12 und 13 sind bei der dargestellten Ausführungsform im wesentlichen so aufgebaut, wie es von herkömmlichen Flüssigkeitspipetten bekannt ist. 1 shows a schematic perspective view of a first embodiment of the pipette device according to the invention 10 with the pipette tip 11 , the pipette tube 13 and the vibrator 20 inside the pipette device 10 , in particular in an internal volume within the pipette tip 11 and / or the pipette tube 13 is arranged. The pipette tip 11 is by a coupling device 12 with the pipette tube 13 connected. The components 11 . 12 and 13 In the illustrated embodiment, they are essentially constructed as known from conventional liquid pipettes.

Die Pipettenspitze 11 hat eine Form, die sich von der Kopplungseinrichtung 12 zum freien Ende der Pipettenspitze 11 mit der Pipettenaustrittsöffnung 14 verjüngt. Das Wandmaterial der Pipettenspitze 11 besteht z. B. aus Kunststoff. Typische Dimensionen der Pipettenspitze 11 umfassen z. B.: axiale Lange: 5 cm, Durchmesser der Pipettenaustrittsöffnung 14: 0.1 mm bis 2 mm, und Durchmesser an der Kopplungseinrichtung 12: 6 mm. Die Kopplungseinrichtung 12 umfasst ein Verbindungsstück zur lösbaren Verbindung der Pipettenspitze 11 am Pipettenrohr 13. Es ist beispielsweise eine Schraubverbindung aus Kunst stoff vorgesehen. Das Pipettenrohr 13 umfasst beispielsweise ein Kunststoffrohr oder eine Leitung mit einem Durchmesser im Bereich von z. B. 1 mm bis 0.3 cm.The pipette tip 11 has a shape different from the coupling device 12 to the free end of the pipette tip 11 with the pipette outlet opening 14 rejuvenated. The wall material of the pipette tip 11 exists z. B. plastic. Typical dimensions of the pipette tip 11 include, for. B: axial length: 5 cm, diameter of the pipette outlet 14 : 0.1 mm to 2 mm, and diameter at the coupling device 12 : 6 mm. The coupling device 12 includes a connector for releasably connecting the pipette tip 11 on the pipette tube 13 , It is for example a screw made of plastic material. The pipette tube 13 For example, includes a plastic pipe or a pipe with a diameter in the range of z. B. 1 mm to 0.3 cm.

Die Schwingungseinrichtung 20 umfasst als Schwingungsquelle 21 einen Ultraschallschwinger zur Erzeugung von Ultraschall und als Schwingelement 22 einen Stift oder eine Nadel, der oder die zur Übertragung des Ultraschalls auf die Flüssigkeit in der Pipettenspitze 11 vorgesehen ist. Die Schwingungsquelle 21 ist über Verbindungsleitungen 23 elektrisch mit einer Steuereinrichtung (nicht dargestellt) verbunden. Die Schwingungsquelle 21 umfasst z. B. einen piezoelektrischen Kristall, der zur Erzeugung von Ultraschallschwingungen im Bereich von 0.1 bis 3 MHz eingerichtet ist. Das Schwingelement 22 ist mit der Schwingungsquelle 21 fest verbunden. Die Schwingungseinrichtung 20 ist an der Kopplungseinrichtung 12 befestigt, so dass der Stift 22 in das innere Volumen der Pipettenspitze 11 ragt.The vibration device 20 includes as a vibration source 21 an ultrasonic transducer for generating ultrasound and as a vibrating element 22 a stylus or needle that is used to transmit the ultrasound to the fluid in the pipette tip 11 is provided. The vibration source 21 is over interconnections 23 electrically connected to a control device (not shown). The vibration source 21 includes z. B. a piezoelectric crystal, which is adapted to generate ultrasonic vibrations in the range of 0.1 to 3 MHz. The vibrating element 22 is with the vibration source 21 firmly connected. The vibration device 20 is at the coupling device 12 attached, leaving the pin 22 into the inner volume of the pipette tip 11 protrudes.

Das Schwingelement 22 kann als Fokussiereinrichtung einen parabolischen oder kugelförmigen Oberflächenbereich 24 aufweisen, der an der Spitze des Schwingelements 22 eine Hohlform bildet (siehe vergrößertes Teilbild in 1). Der hohlförmige Oberflächenbereich 24 ist vorzugsweise an einer Oberfläche der Spitze oder eines Zylinders mit einem Durchmesser von mindestens 10 mm gebildet.The vibrating element 22 may have a parabolic or spherical surface area as a focusing device 24 have, at the top of the vibrating element 22 forms a mold (see enlarged drawing in 1 ). The hollow surface area 24 is preferably formed on a surface of the tip or a cylinder having a diameter of at least 10 mm.

Eine bevorzugte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die folgenden Schritte. Zuerst wird die Pipetteneinrichtung 10 in der Nähe der zu behandelnden Zellen 1 auf einen Zellträger 70 aufgesetzt. Die Zellen 1 bilden auf der Oberfläche des Zellträgers 70 eine adhärente Zellkultur, die mit einer Flüssigkeit (z. B. Behandlungs- und/oder Kultivierungsflüssigkeit, nicht dargestellt) überdeckt ist.A preferred variant of the method according to the invention comprises the following steps. First, the pipette device 10 near the cells to be treated 1 on a cell carrier 70 placed. The cells 1 form on the surface of the cell carrier 70 an adherent cell culture that is covered with a liquid (eg, treatment and / or culture fluid, not shown).

Bei der in 1 dargestellten Variante der Erfindung wird die Pipetteneinrichtung 10 so angeordnet, dass die Pipettenaustrittsöffnung 14 mit einem Abstand von der Oberfläche des Zellträgers 70 positioniert ist. Der Abstand wird beispielsweise im Bereich von 50 μm bis 1 mm gewählt. In diesem Zustand ist die Pipettenspitze 11 in die Flüssigkeit auf dem Zellträger 70 eingetaucht.At the in 1 illustrated variant of the invention, the pipette device 10 arranged so that the pipette outlet 14 at a distance from the surface of the cell carrier 70 is positioned. The distance is selected, for example, in the range of 50 microns to 1 mm. In this state is the pipette tip 11 into the liquid on the cell carrier 70 immersed.

Anschließend wird die Pipetteneinrichtung 10 betätigt, um die Flüssigkeit in die Pipettenspitze 11 einzusaugen. Hierzu wird am Pipettenrohr 13 ein Unterdruck gebildet, wie es von herkömmlichen Pipetten bekannt ist. Das Volumen der eingesaugten Flüssigkeit wird so gewählt, dass das Schwingelement 22 der Schwingungseinrichtung 20 mit der Flüssigkeit zumindest teilweise bedeckt ist. Vorzugsweise wird die Pipettenspitze 11 nicht vollständig gefüllt, sondern ein Abstand der Oberfläche 2 der Flüssigkeit von der Kopplungseinrichtung 12 gebildet. Dadurch kann vorteilhafterweise die bevorzugte Einleitung des Ultraschalls in die Flüssigkeit und die gezielte Übertragung des Ultraschalls zu den Zellen 1 verbessert werden.Subsequently, the pipette device 10 Press the liquid into the pipette tip 11 suck. This is done on the pipette tube 13 formed a negative pressure, as is known from conventional pipettes. The volume of the sucked liquid is chosen so that the vibrating element 22 the vibrating device 20 is at least partially covered with the liquid. Preferably, the pipette tip 11 not completely filled, but a distance from the surface 2 the liquid from the coupling device 12 educated. This can advantageously the preferred introduction of the ultrasound into the liquid and the targeted transmission of the ultrasound to the cells 1 be improved.

Die Positionierung und Betätigung der Pipetteneinrichtung 10 erfolgt mit einer Steuereinrichtung (nicht dargestellt), wie sie beispielsweise in DE 197 42 163 als ein Manipulator beschrieben ist. DE 197 42 163 A1 wird hinsichtlich des Aufbaus und der Handhabung des Manipulators durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung eingeführt.The positioning and operation of the pipette device 10 takes place with a control device (not shown), as for example in DE 197 42 163 is described as a manipulator. DE 197 42 163 A1 will be incorporated by reference into the present specification in terms of structure and handling of the manipulator.

Bei Betätigung der Schwingungseinrichtung 20 werden Ultraschallwellen 4 durch die Flüssigkeit innerhalb der Pipettenspitze 11 durch die Pipettenaustrittsöffnung 14 zu den Zellen 1 geleitet und auf deren Oberfläche und deren Grenze zum Zellträger 70 übertragen. Durch die mit der Pipettenspitze 11 auf einen Teilbereich der Flüssigkeit und des Zellträgers 70 begrenzte Beaufschlagung mit den Ultraschallwellen werden lokal Kontaktstellen zwischen den Zellen und der Oberfläche des Zellträgers 70 gelöst, so dass sich Zellen als abgelöste Zellen 3 in der Flüssigkeitsschicht über dem Zellträger 40 frei bewegen können. Im weiteren Verfahren können die abgelösten Zellen 3 mit der Pipetteneinrichtung 10 aufgesaugt werden.Upon actuation of the vibration device 20 become ultrasonic waves 4 through the fluid inside the pipette tip 11 through the pipette outlet 14 to the cells 1 directed and on its surface and its boundary to the cell carrier 70 transfer. By the one with the pipette tip 11 to a portion of the liquid and the cell carrier 70 limited exposure to the ultrasonic waves will be local contact points between the cells and the surface of the cell carrier 70 solved, so that cells as detached cells 3 in the liquid layer above the cell carrier 40 can move freely. In the further process, the detached cells 3 with the pipette device 10 be sucked up.

Um die Aufnahme der Zellen in die Pipettenspitze 11 zu erleichtern oder die Lokalisierung des Ultraschalls auf einen bestimmten geometrischen Bereich zu verbessern, kann die Pipettenaustrittsöffnung 14 gemäß den 2 und 3 gestaltet sein. Gemäß 2 ist eine seitliche Öffnung 15 vorgesehen, durch die bei Erzeugung eines Unterdrucks in der Pipetteneinrichtung 10 die Flüssigkeit in die Pipettenspitze 11 eingesaugt wird. Die Flüssigkeitszufuhr wird durch die Öffnung 15 ermöglicht, ohne dass die Pipettenspitze 11 von der Oberfläche des Zellträgers 70 abgehoben werden muss. Gemäß 3 weist die Pipettenaustrittsöffnung 14 einen Umfangsrand 16 auf, der gegenüber der axialen Ausdehnung der Pipettenspitze 11 geneigt ist. Der Umfangsrand 16 bildet einen Spitzenbereich, der alternativ als unmittelbar auf die Zellen einwirkendes mechanisches Ultraschall-Werkzeug verwendet werden kann.To record the cells in the pipette tip 11 To facilitate or to improve the location of the ultrasound to a certain geometric range, the pipette outlet opening 14 according to the 2 and 3 be designed. According to 2 is a side opening 15 provided by the generation of a negative pressure in the pipette device 10 the liquid into the pipette tip 11 is sucked in. The fluid supply is through the opening 15 allows without the pipette tip 11 from the surface of the cell carrier 70 must be lifted. According to 3 has the pipette outlet opening 14 a peripheral edge 16 which is opposite to the axial extent of the pipette tip 11 is inclined. The peripheral edge 16 forms a tip area, which can alternatively be used as a mechanical ultrasonic tool acting directly on the cells.

4 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pipetteneinrichtung 10 mit der Pipettenspitze 11 und dem Pipettenrohr 13. Das Pipettenrohr 13 weist an seinem Ende einen konischen Ansatz 17 auf, auf dem die Pipettenspitze 11 aufsteckbar ist. Die Pipettenspitze 11 kann im aufgesteckten Zustand mit dem Ansatz 17 eine Klemmpassung bilden. Zur Bildung der Klemmpassung weisen der Ansatz 17 und die Pipettenspitze 11 entsprechend gleiche äußere und innere Konuswinkel und mindestens eines der Teile eine elastische Deformierbar keit auf. Alternativ oder zusätzlich kann die Pipettenspitze 11 mit einer Kopplungseinrichtung (siehe 1) auf dem Pipettenrohr 13 festgeschraubt sein. In 4 sind die Pipettenspitze 11 und das Pipettenrohr 13 im getrennten Zustand gezeigt. Zur Verbindung beider Teile wird die Pipettenspitze 11 auf das Pipettenrohr 13 aufgeschoben (siehe Pfeil). 4 shows a further embodiment of the pipette device according to the invention 10 with the pipette tip 11 and the pipette tube 13 , The pipette tube 13 has a conical approach at its end 17 on top of which the pipette tip 11 is pluggable. The pipette tip 11 can be in the plugged state with the approach 17 form a tight fit. To form the Klemmaßassung have the approach 17 and the pipette tip 11 according to the same outer and inner cone angle and at least one of the parts on an elastic deformable speed. Alternatively or additionally, the pipette tip 11 with a coupling device (see 1 ) on the pipette tube 13 be screwed. In 4 are the pipette tip 11 and the pipette tube 13 shown in the separated state. The pipette tip is used to connect both parts 11 on the pipette tube 13 deferred (see arrow).

Die Schwingungseinrichtung 20 mit der Schwingungsquelle 21 und dem Schwingelement 22 ist mit einer Halteeinrichtung 30 so in der Pipetteneinrichtung 10 angeordnet, dass ein Teil des Schwingelements 22 in die Pipettenspitze 11 ragt. Die Halteeinrichtung 30 umfasst einen Haltestab 31 und einen Haltestopfen 32. Der Haltestopfen 32 sitzt im Pipettenrohr 13, wobei eine Form- oder Presspassung gebildet ist. Der Haltestab 31, an dem die Schwingungsquelle 21 fixiert ist, steckt auf der zur Pipettenspitze 11 weisenden Seite des Haltestopfens 32. Der Haltestab 31 besteht zum Beispiel aus einem Kunststoff oder einem anderen schwingungsdämpfenden Material, wie zum Beispiel Silikongummi, insbesondere gehärteter Silikongummi.The vibration device 20 with the vibration source 21 and the vibrating element 22 is with a holding device 30 so in the pipette device 10 arranged that part of the vibrating element 22 into the pipette tip 11 protrudes. The Halteein direction 30 includes a holding bar 31 and a holding plug 32 , The holding plug 32 sits in the pipette tube 13 , wherein a molding or interference fit is formed. The holding staff 31 at which the vibration source 21 is fixed, is on the pipette tip 11 pointing side of the retaining stopper 32 , The holding staff 31 For example, it is made of a plastic or other vibration damping material, such as silicone rubber, in particular, cured silicone rubber.

Vorteilhafterweise kann der Haltestopfen 32 eine Mehrfachfunktion erfüllen. Neben der Haltefunktion für die Schwingungseinrichtung 20 wird das Pipettenrohr 13 an seinem rückseitigen Ende mit dem Haltestopfen 32 dicht verschlossen. Des weiteren kann der Haltestopfen 32 zur Schwingungsdämpfung eingerichtet sein, so dass die Schwingungsübertragung von der Schwingungseinrichtung auf das Pipettenrohr 13 vermindert wird und bevorzugt zu der Flüssigkeit in der Pipettenspitze 11 erfolgt. Für die Abdichtungs- und Schwingungsdämpfungsfunktionen besteht der Haltestopfen 32 vorzugsweise aus einem elastisch deformierbaren Material, zum Beispiel aus Schaumstoff oder Silikongummi.Advantageously, the retaining plug 32 fulfill a multiple function. In addition to the holding function for the vibrating device 20 becomes the pipette tube 13 at its back end with the retaining plug 32 tightly closed. Furthermore, the retaining plug 32 be arranged for vibration damping, so that the vibration transmission from the vibration device to the pipette tube 13 is reduced and preferably to the liquid in the pipette tip 11 he follows. The retaining plug consists of the sealing and vibration damping functions 32 preferably of an elastically deformable material, for example of foam or silicone rubber.

Da das Pipettenrohr 13 durch die Halteeinrichtung 30 rückseitig verschlossen ist, erfordert die in 4 gezeigte Ausführungsform der Pipetteneinrichtung 10 eine weitere Komponente zur Flüssigkeitszufuhr im inneren Volumen der Pipetteneinrichtung 10. Für diese Funktion ist die Pipetteneinrichtung 10 vorzugsweise mit einer Dosiereinrichtung 50 ausgestattet, die einen Spritzenkolben mit einem Flüssigkeitsreservoir umfasst. Die Dosiereinrichtung 50 ist seitlich am Pipettenrohr 13 angebracht und dazu eingerichtet, bei Betätigung des Spritzenkolbens Flüssigkeit in das Pipettenrohr 13 und die Pipettenspitze 11 zuzuführen oder im inneren Volumen der Pipetteneinrichtung 10 einen Unterdruck zu bilden. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist die Dosiereinrichtung 50 schematisch verkleinert dargestellt. In der Praxis weist der Spritzenkolben der Dosiereinrichtung 50 ein Volumen von zum Beispiel 0,5 ml auf. Die Dosiereinrichtung 50 kann manuell oder durch eine Antriebseinrichtung (nicht dargestellt) betätigt werden. Die Dosiereinrichtung 50 kann insbesondere bei Betrieb der erfindungsgemäßen Manipulationseinrichtung (siehe 7) automatisiert betätigt werden.Because the pipette tube 13 through the holding device 30 closed on the back, requires the in 4 shown embodiment of the pipette device 10 another component for supplying liquid in the inner volume of the pipette device 10 , For this function is the pipette device 10 preferably with a metering device 50 equipped, which includes a syringe plunger with a liquid reservoir. The metering device 50 is on the side of the pipette tube 13 attached and adapted, upon actuation of the syringe plunger liquid in the pipette tube 13 and the pipette tip 11 feed or in the inner volume of the pipette device 10 to form a negative pressure. For reasons of clarity, the metering device 50 shown schematically reduced. In practice, the syringe plunger of the metering device 50 a volume of, for example, 0.5 ml. The metering device 50 can be operated manually or by a drive device (not shown). The metering device 50 can in particular during operation of the manipulation device according to the invention (see 7 ) are operated automatically.

Die Integration der Halteeinrichtung 30 in das Pipettenrohr 13 hat den weiteren Vorteil, dass das Totvolumen im Innenvolumen der Pipetteneinrichtung 10 verkleinert werden kann. Mit der Dosiereinrichtung 50 können kleinste Flüssigkeitsvolumina mit hoher Genauigkeit und Reproduzierbarkeit auf die zu behandelnden Zellen übertragen werden.The integration of the holding device 30 into the pipette tube 13 has the further advantage that the dead volume in the internal volume of the pipette device 10 can be downsized. With the dosing device 50 The smallest liquid volumes can be transferred to the cells to be treated with high accuracy and reproducibility.

Gemäß einer weiteren Alternative kann die Halteeinrichtung 30 im Pipettenrohr 13 verstellbar angeordnet sein. Beispielsweise kann der Haltestopfen 32 über eine Schraubverbindung mit dem Pipettenrohr 13 verbunden sein. Vorteilhafterweise kann dadurch die Position des Schwingelements 22 verändert werden. Es kann insbesondere eine Eintauchtiefe des Schwingelements 22 in eine Flüssigkeit in der Pipettenspitze variiert und das Totvolumen in der Pipetteneinrichtung minimiert werden.According to a further alternative, the holding device 30 in the pipette tube 13 be arranged adjustable. For example, the retaining plug 32 via a screw connection with the pipette tube 13 be connected. Advantageously, thereby the position of the vibrating element 22 to be changed. It can in particular an immersion depth of the vibrating element 22 varies in a liquid in the pipette tip and the dead volume in the pipette device can be minimized.

Die 5A und 5B zeigen eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pipetteneinrichtung 10, die sich vorteilhafterweise durch ein weiter verringertes Totvolumen auszeichnet. Die Pipetteneinrichtung 10 umfasst die Pipettenspitze 11 und das Pipettenrohr 13, die über den konischen Ansatz 17 eine Steck- oder Schraubverbindung bilden. Die Schwingungseinrichtung 20 mit der Schwingungsquelle 21 und dem Schwingelement 22 ist im zusammengesetzten Zustand der Pipetteneinrichtung 10 in der Pipettenspitze 11 angeordnet. Das Schwingelement 22 umfasst eine spitz auslaufende Nadel, z. B. aus Edelstahl.The 5A and 5B show a further embodiment of the pipette device according to the invention 10 , which is characterized advantageously by a further reduced dead volume. The pipette device 10 includes the pipette tip 11 and the pipette tube 13 that go beyond the conical approach 17 form a plug or screw connection. The vibration device 20 with the vibration source 21 and the vibrating element 22 is in the assembled state of the pipette device 10 in the pipette tip 11 arranged. The vibrating element 22 includes a pointed needle, z. B. stainless steel.

Die Halteeinrichtung 30 zur Positionierung der Schwingungseinrichtung 20 umfasst einen Haltestopfen 32, der sich im Pipettenrohr 13 bis in den konischen Ansatz 17 erstreckt. Der Haltestopfen 32 wird im Pipettenrohr 13 durch zwei Halteringe 33 fixiert. Die Halteringe 33 dienen der Abdichtung des Pipettenrohres 13 und der Schwingungsdämpfung. Im Haltestopfen 32 sind mehrere Kanäle 34, 35 enthalten, wie schematisch in der Längsansicht der 5A und der Querschnittsansicht der 5B gezeigt ist. Die Kanäle umfassen die axial verlaufenden Kanäle 34, die zur Aufnahme der Verbindungsleitungen 23 der Schwingungsquelle 21 eingerichtet und zur Rückseite des Pipettenrohrs 13 mit Dichtungen 36 verschlossen sind. Die Dichtungen 36 umfassen zum Beispiel Klebstoff, mit dem das Innere der Kanäle 34 flüssigkeitsdicht von der Umgebung getrennt wird. Des weiteren umfassen die Kanäle einen radialen Kanal 35, der für eine Verteilung von Flüssigkeit von der Dosiereinrichtung 50 in die Pipettenspitze 11 oder zur Bildung eines Luftpolsters eingerichtet ist.The holding device 30 for positioning the vibrator 20 includes a retaining plug 32 that is in the pipette tube 13 until the conical approach 17 extends. The holding plug 32 is in the pipette tube 13 by two retaining rings 33 fixed. The retaining rings 33 serve to seal the pipette tube 13 and the vibration damping. In the stopper 32 are several channels 34 . 35 contained as schematically in the longitudinal view of the 5A and the cross-sectional view of 5B is shown. The channels include the axially extending channels 34 necessary for receiving the connecting lines 23 the vibration source 21 set up and to the back of the pipette tube 13 with seals 36 are closed. The seals 36 For example, glue includes the interior of the channels 34 liquid-tight is separated from the environment. Furthermore, the channels comprise a radial channel 35 for a distribution of liquid from the metering device 50 into the pipette tip 11 or is set up to form an air cushion.

Der Haltestopfen 32 weist mindestens eine seitliche Ausnehmung 37 (siehe 5B) auf, mit der vorteilhafterweise der mechanische Kontakt des Haltestopfens 32 mit dem Pipettenrohr 13 minimiert wird. Entsprechend kann die Schwingungsübertragung zum Pipettenrohr 13 minimiert werden.The holding plug 32 has at least one lateral recess 37 (please refer 5B ), with the advantageously the mechanical contact of the retaining plug 32 with the pipette tube 13 is minimized. Accordingly, the vibration transmission to the pipette tube 13 be minimized.

Eine weitere Abwandlung der erfindungsgemäßen Pipetteneinrichtung 10 ist in 6 gezeigt. Die Pipetteneinrichtung 10, die entsprechend der Ausführungsform mit 4 aufgebaut ist, umfasst zusätzlich eine Federeinrichtung 60, mit der eine Aufsetzkraft einstellbar ist, mit der die Pipetteneinrichtung 10 auf dem Zellträger 70 aufsetzbar ist. Die Federeinrichtung 60 umfasst einen Führungsstab 61, der mit der Rückseite des Haltestopfens 32 verbunden ist und zur Führung einer Vortriebsplatte 62 eingerichtet ist. Die Vortriebsplatte 62 wird über eine Spiralfeder 63 von dem Haltestopfen 32 getragen. Bei Ausübung einer Vortriebskraft auf die Vortriebsplatte 62 wird die Vortriebskraft teilweise von der Spiralfeder 63 aufgenommen, so dass die Kraft, mit der die Pipetteneinrichtung 10 auf dem Zellträger 70 aufgesetzt wird, entsprechend verringert wird. Vorteilhafterweise wird damit eine Beschädigung der Pipettenaustrittsöffnung der Pipettenspitze 11 oder des optional vorgesehenen Perfusionsringes vermieden.A further modification of the pipette device according to the invention 10 is in 6 shown. The pipette device 10 , which according to the embodiment with 4 is constructed, additionally comprises a spring device 60 , with which a placement force is adjustable, with the pipette device 10 on the cell carrier 70 can be placed. The spring device 60 includes a guide rod 61 . the one with the back of the retaining stopper 32 is connected and for guiding a propulsion plate 62 is set up. The propulsion plate 62 is via a coil spring 63 from the retaining plug 32 carried. When exerting a driving force on the driving plate 62 the propulsion force is partly due to the coil spring 63 so that the force with which the pipette device 10 on the cell carrier 70 is set, is reduced accordingly. Advantageously, thus damaging the pipette outlet opening of the pipette tip 11 or optionally provided perfusion ring avoided.

Bei der in 6 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Pipetteneinrichtung 10 ist zusätzlich auf der Pipettenspitze 11 ein Perfusionsring 40 angeordnet ist. Der Perfusionsring 40 umfasst eine Ringwand 41 mit einem inneren Halterungsbereich 42, der über Stege 43 mit der Ringwand 41 verbunden ist. Der Perfusionsring 40 besteht z. B. aus Kunststoff. Die Pipettenspitze 11 ist in den Halterungsbereich 42 eingesteckt, wie es in DE 197 42 163 A1 beschrieben ist.At the in 6 shown embodiment of the pipette device according to the invention 10 is additionally on the pipette tip 11 a perfusion ring 40 is arranged. The perfusion ring 40 includes an annular wall 41 with an inner support area 42 , over the bridges 43 with the ring wall 41 connected is. The perfusion ring 40 exists z. B. plastic. The pipette tip 11 is in the bracket area 42 plugged in as it is in DE 197 42 163 A1 is described.

Optional kann bei der Ausführungsform gemäß 6 die Schwingungseinrichtung 20' derart angeordnet sein, dass das Schwingelement 22' außerhalb der Pipettenspitze 11 im Perfusionsring 40 angeordnet ist (gestrichelt gezeigt). Hierzu wird die Schwingungseinrichtung 20' am Perfusionsring 40 befestigt oder mit einer zusätzlichen Stelleinrichtung (nicht dargestellt) als separates, von den übrigen Teilen der Pipetteneinrichtung 10 getrenntes Bauteil in den Perfusionsring 40 eingeführt. Gemäß einer weiteren Variante (nicht dargestellt) kann die Schwingungseinrichtung derart angeordnet sein, dass das Schwingelement in direktem mechanischen Kontakt mit der Wand der Pipettenspitze 11 steht.Optionally, in the embodiment according to 6 the vibrating device 20 ' be arranged such that the vibrating element 22 ' outside the pipette tip 11 in the perfusion ring 40 is arranged (shown in dashed lines). For this purpose, the vibration device 20 ' on the perfusion ring 40 attached or with an additional adjusting device (not shown) as a separate, from the remaining parts of the pipette device 10 separate component in the perfusion ring 40 introduced. According to a further variant (not shown), the vibration device may be arranged such that the vibration element in direct mechanical contact with the wall of the pipette tip 11 stands.

7 illustriert eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Manipulationseinrichtung 100, welche die Pipetteneinrichtung 10, die Positioniereinrichtung 200 und optional die Kameraeinrichtung 300 umfasst. Die in 7 beispielhaft in Verbindung mit der Manipulationseinrichtung 100 gezeigte Pipetteneinrichtung 10 umfasst die Pipettenspitze 11 und das Pipettenrohr 13, das im Bereich des konischen Ansatzes 17 kompakt gebildet ist und eine axiale Durchgangsöffnung 18 zur Aufnahme des Schwingelements 22 und eine radiale Durchgangsöffnung 19 zur Zuführung von Flüssigkeit von der Dosiereinrichtung 50 aufweist. Durch den kompakten Aufbau des Pipettenrohrs 13 im Bereich des konischen Ansatzes 17 wird vorteilhafterweise das Totvolumen weiter vermindert. Die Schwingungseinrichtung 20 umfasst die Schwingungsquelle 21, die mit Halteringen 33 im Pipettenrohr 13 angebracht ist. Von der Schwingungsquelle 21 ragt das stiftförmige Schwingelement 22 durch die axiale Durchgangsöffnung 19 bis in die Pipettenspitze 11. Die Schwingungsübertragung auf das Pipettenrohr 13 wird durch ein Dämpfungselement, z. B. die Halteringe 33, die insbesondere aus Gummi bestehen, eingeschränkt. 7 illustrates a preferred embodiment of the manipulation device according to the invention 100 which the pipette device 10 , the positioning device 200 and optionally the camera device 300 includes. In the 7 by way of example in conjunction with the manipulation device 100 shown pipette device 10 includes the pipette tip 11 and the pipette tube 13 in the area of the conical approach 17 is compact and has an axial passage opening 18 for receiving the vibrating element 22 and a radial passage opening 19 for supplying liquid from the metering device 50 having. Due to the compact structure of the pipette tube 13 in the area of the conical approach 17 Advantageously, the dead volume is further reduced. The vibration device 20 includes the vibration source 21 that with retaining rings 33 in the pipette tube 13 is appropriate. From the vibration source 21 protrudes the pin-shaped vibrating element 22 through the axial passage opening 19 into the pipette tip 11 , The vibration transmission to the pipette tube 13 is replaced by a damping element, for. B. the retaining rings 33 , which consist in particular of rubber, restricted.

Die Pipetteneinrichtung 10 gemäß 7 umfasst zum Beispiel die folgenden Maße: axiale Länge a der Pipettenspitze 11: 35 bis 40 mm, Abstand b der Spitze des Schwingelements 22 von der Pipettenaustrittsöffnung 16: 25 bis 30 mm, und Abstand c der Pipettenaustrittsöffnung 16 vom Zellträger 70 (Betriebsposition zur Manipulation biologischer Zellen): 0,5 bis 1 mm.The pipette device 10 according to 7 includes, for example, the following dimensions: axial length a of the pipette tip 11 : 35 to 40 mm, distance b of the tip of the vibrating element 22 from the pipette outlet 16 : 25 to 30 mm, and distance c of the pipette outlet 16 from the cell carrier 70 (Operating position for manipulation of biological cells): 0.5 to 1 mm.

Die Positioniereinrichtung 200 umfasst einen Träger, mit dem die Pipetteneinrichtung 10 relativ zum Zellkulturträger 70 verstellbar ist. Des weiteren kann die Positioniereinrichtung 200 einen Vortrieb für die Dosiereinrichtung 50 enthalten. Die Komponenten 200, 300 und 50 können mit einer gemeinsamen Steuereinrichtung (nicht dargestellt) gesteuert werden.The positioning device 200 includes a support with which the pipette device 10 relative to the cell culture carrier 70 is adjustable. Furthermore, the positioning 200 a propulsion for the metering device 50 contain. The components 200 . 300 and 50 can be controlled with a common control device (not shown).

Die in der vorstehenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.The in the foregoing description, drawings and claims disclosed features of the invention can both individually as well as in combination for the realization of the invention be significant in their various embodiments.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (38)

Pipetteneinrichtung (10), umfassend: – eine Pipettenspitze (11), – ein Pipettenrohr (13), und – eine Schwingungseinrichtung (20), die zur Erzeugung von einer Schwingung eingerichtet ist und eine Schwingungsquelle (21) und ein Schwingelement (22) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Schwingungsquelle (21) an der Pipetteneinrichtung (10) befestigt und mit dieser beweglich ist, und – das Schwingelement (22) im Pipettenrohr (13), in der Pipettenspitze (11) und/oder in einem an der Pipettenspitze (11) vorgesehenen Perfusionsring (40) angeordnet ist.Pipette device ( 10 ), comprising: - a pipette tip ( 11 ), - a pipette tube ( 13 ), and - a vibration device ( 20 ) arranged to generate a vibration and a vibration source ( 21 ) and a vibrating element ( 22 ), characterized in that - the vibration source ( 21 ) at the pipette device ( 10 ) and is movable with this, and - the vibrating element ( 22 ) in the pipette tube ( 13 ), in the pipette tip ( 11 ) and / or in one at the pipette tip ( 11 ) provided perfusion ring ( 40 ) is arranged. Pipetteneinrichtung nach Anspruch 1, bei welcher die Schwingungsquelle (21) am Pipettenrohr (13), an der Pipettenspitze (11) oder dem Perfusionsring (40) befestigt ist.Pipette device according to claim 1, in which the vibration source ( 21 ) on the pipette tube ( 13 ), at the pipette tip ( 11 ) or the perfusion ring ( 40 ) is attached. Pipetteneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Schwingelement (22) in der Pipettenspitze (11) angeordnet ist, ohne aus der Pipettenspitze (11) herauszuragen.Pipette device according to Claim 1 or 2, in which the oscillating element ( 22 ) in the pipette tip ( 11 ) is arranged without leaving the pipette tip ( 11 stand out). Pipetteneinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Schwingungsquelle (21) und/oder das Schwingelement (22) mit einer Kopplungseinrichtung (12) verbunden ist, über welche die Pipettenspitze (11) mit dem Pipettenrohr (13) verbunden ist.Pipette device according to at least one of the preceding claims, in which the vibration source ( 21 ) and / or the oscillating element ( 22 ) with a coupling device ( 12 ), via which the pipette tip ( 11 ) with the pipette tube ( 13 ) connected is. Pipetteneinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Schwingungsquelle (21) und/oder das Schwingelement (22) mit einer Halteeinrichtung (30) verbunden ist, die im Pipettenrohr (13) angeordnet ist.Pipette device according to at least one of the preceding claims, in which the vibration source ( 21 ) and / or the oscillating element ( 22 ) with a holding device ( 30 ) connected in the pipette tube ( 13 ) is arranged. Pipetteneinrichtung nach Anspruch 5, bei der die Halteinrichtung (30) mindestens eines der im Pipettenrohr (13) angeordneten Teile aufweist, die einen Haltestab (31), einen Haltestopfen (32) und einen Haltering (33) umfassen.Pipette device according to Claim 5, in which the holding device ( 30 ) at least one of the in the pipette tube ( 13 ) arranged parts which a holding bar ( 31 ), a retaining plug ( 32 ) and a retaining ring ( 33 ). Pipetteneinrichtung nach Anspruch 6, bei welcher der Haltestopfen (32) durch mindestens einen Haltering (33) im Pipettenrohr (13) fixiert ist.A pipette device according to claim 6, wherein the retaining plug ( 32 ) by at least one retaining ring ( 33 ) in the pipette tube ( 13 ) is fixed. Pipetteneinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei welcher der Haltestab (31) an dem Haltestopfen (32) im Pipettenrohr (13) fixiert ist.Pipette device according to claim 6 or 7, in which the retaining rod ( 31 ) on the retaining plug ( 32 ) in the pipette tube ( 13 ) is fixed. Pipetteneinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Schwingungsquelle (21) in Bezug auf das Pipettenrohr (13) schwingungsgedämpft angeordnet ist.Pipette device according to at least one of the preceding claims, in which the vibration source ( 21 ) with respect to the pipette tube ( 13 ) is arranged damped vibration. Pipetteneinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Pipetteneinrichtung (10) eine Innenform aufweist, die für eine gerichtete Leitung der Schwingungen von dem Schwingelement (22) zu der Pipettenspitze (11) eingerichtet ist.Pipette device according to at least one of the preceding claims, in which the pipette device ( 10 ) has an inner shape suitable for a directed conduction of the vibrations of the vibrating element ( 22 ) to the pipette tip ( 11 ) is set up. Pipetteneinrichtung nach Anspruch 10, bei der das Pipettenrohr (13) einen konischen Ansatz (17) aufweist, der zur Aufnahme der Pipettenspitze (11) eingerichtet ist.Pipette device according to Claim 10, in which the pipette tube ( 13 ) a conical approach ( 17 ), which is for receiving the pipette tip ( 11 ) is set up. Pipetteneinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Schwingungseinrichtung (20) eine Fokussiereinrichtung (24) enthält, die zur Fokussierung der Schwingung eingerichtet ist.Pipette device according to at least one of the preceding claims, in which the vibration device ( 20 ) a focusing device ( 24 ) arranged to focus the vibration. Pipetteneinrichtung nach Anspruch 12, bei der die Fokussiereinrichtung (24) einen parabolisch oder kugelförmig gebildeten Oberflächenbereich des Schwingelements umfasst.Pipette device according to Claim 12, in which the focusing device ( 24 ) comprises a parabolically or spherically formed surface area of the vibrating element. Pipetteneinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Perfusionsring (40) an der Pipettenspitze (11) lösbar befestigt ist.Pipette device according to at least one of the preceding claims, in which the perfusion ring ( 40 ) at the pipette tip ( 11 ) is releasably attached. Pipetteneinrichtung nach Anspruch 14, bei welcher der Perfusionsring (40) eine innere Spitzenaufnahme (42) aufweist, in welche die Pipettenspitze (11) kraftschlüssig einsteckbar ist.A pipette device according to claim 14, wherein the perfusion ring ( 40 ) an inner tip holder ( 42 ) into which the pipette tip ( 11 ) is frictionally inserted. Pipetteneinrichtung nach Anspruch 14 oder 15, bei der das Schwingelement (22) außerhalb der Pipettenspitze (11) im Perfusionsring (40) angeordnet ist.Pipette device according to claim 14 or 15, in which the oscillating element ( 22 ) outside the pipette tip ( 11 ) in the perfusion ring ( 40 ) is arranged. Pipetteneinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Pipettenspitze (11) eine Pipettenaustrittsöffnung (14) mit einer seitlichen Öffnung (15) und/oder mit einer relativ zu einer Längsausdehnung der Pipettenspitze (11) schrägen Randkante (16) aufweist.Pipette device according to at least one of the preceding claims, in which the pipette tip ( 11 ) a pipette outlet opening ( 14 ) with a lateral opening ( 15 ) and / or with a relative to a longitudinal extent of the pipette tip ( 11 ) oblique edge ( 16 ) having. Pipetteneinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der die Schwingungseinrichtung (20) eine Ultraschallquelle umfasst.Pipette device according to at least one of the preceding claims, in which the vibration device ( 20 ) comprises an ultrasound source. Pipetteneinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine Federeinrichtung (60) aufweist, die zur Einstellung einer Aufsetzkraft der Pipetteneinrichtung (100) auf einem Zellträger (70) eingerichtet ist.Pipette device according to at least one of the preceding claims, comprising a spring device ( 60 ), which for setting a placement force of the pipette device ( 100 ) on a cell carrier ( 70 ) is set up. Pipetteneinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, die mit einer Dosiereinrichtung (50) ausgestattet ist.Pipette device according to at least one of the preceding claims, which is provided with a metering device ( 50 ) Is provided. Pipetteneinrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, die eine physiologische Salzlösung, eine Flüssigkeit mit mindestens einem Enzym und/oder eine Flüssigkeit mit mindestens einem Schallkontrastmittel enthält.Pipette device according to at least one of the preceding claims, which has a physiologi saline solution, a liquid containing at least one enzyme and / or a liquid containing at least one Schallkontrastmittel. Manipulationseinrichtung (100), die zur Manipulation mindestens einer biologischen Zelle (1) eingerichtet ist, umfassend: – eine Pipetteneinrichtung (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, und – eine Positioniereinrichtung (200), die zur Einstellung einer Position der Pipetteneinrichtung (10) relativ zu einem Zellträger (70) eingerichtet ist.Manipulation device ( 100 ) used to manipulate at least one biological cell ( 1 ), comprising: - a pipette device ( 10 ) according to at least one of the preceding claims, and - a positioning device ( 200 ) used to adjust a position of the pipette device ( 10 ) relative to a cell carrier ( 70 ) is set up. Manipulationseinrichtung (100) nach Anspruch 22, die eine Kameraeinrichtung (300) aufweist, die zur Bildaufnahme der Pipetteneinrichtung (10) und des Zellträgers (70) eingerichtet ist.Manipulation device ( 100 ) according to claim 22, which is a camera device ( 300 ), which is used for image acquisition of the pipette device ( 10 ) and the cell carrier ( 70 ) is set up. Verfahren zur Manipulation mindestens einer biologischen Zelle (1), die in einer Flüssigkeit auf einem Zellträger (70) angeordnet ist, mit dem Schritt: – Behandlung der Zelle (1) unter der Wirkung einer Schwingung in der Flüssigkeit, die mit einer Pipetteneinrichtung (10) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche in einem lokal begrenzten Teilbereich der Flüssigkeit erzeugt wird.Method for manipulating at least one biological cell ( 1 ) suspended in a liquid on a cell carrier ( 70 ), comprising the step of: - treating the cell ( 1 ) under the action of a vibration in the liquid, which is carried out with a pipette device ( 10 ) is produced according to at least one of the preceding claims in a localized portion of the liquid. Verfahren nach Anspruch 24, bei dem die Behandlung der Zelle (1) eine Einführung mindestens einer Wirkkomponente in die Zelle und/oder eine Ablösung der Zelle (1) vom Zellträger (70) umfasst.The method of claim 24, wherein the treatment of the cell ( 1 ) an introduction of at least one active component into the cell and / or detachment of the cell ( 1 ) from the cell carrier ( 70 ). Verfahren nach Anspruch 25, bei dem ein Schallkontrastmittel als Wirkkomponente in die Zelle (1) eingeführt wird.Method according to Claim 25, in which a sound contrast agent is used as the active component in the cell ( 1 ) is introduced. Verfahren nach Anspruch 26, bei dem ein mit einer Wirksubstanz beladenes Schallkontrastmittel als Wirkkomponente in die Zelle (1) eingeführt wird.A method according to claim 26, wherein a sound contrast agent loaded with an active substance acts as an active component in the cell ( 1 ) is introduced. Verfahren nach Anspruch 27, bei dem ein mit biologischen Makromolekülen beladenes Schallkontrastmittel als Wirkkomponente in die Zelle (1) eingeführt wird.A method according to claim 27, wherein a sound contrast agent loaded with biological macromolecules as the active component in the cell ( 1 ) is introduced. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 28, bei dem die Einführung der mindestens einen Wirkkomponente eine Perforation der Zelle (1) unter Wirkung der Schwingung und eine Einführung mindestens einer Wirksubstanz aus der Flüssigkeit in die Zelle (1) umfasst.Method according to at least one of claims 24 to 28, in which the introduction of the at least one active component causes a perforation of the cell ( 1 ) under the action of the vibration and an introduction of at least one active substance from the liquid into the cell ( 1 ). Verfahren nach Anspruch 29, bei dem die Perforation durch eine Kavitation von Gasblasen auf einer Oberfläche der Zelle (1) unter der Wirkung der Schwingung ausgelöst wird.A method according to claim 29, wherein the perforation is due to cavitation of gas bubbles on a surface of the cell ( 1 ) is released under the effect of the vibration. Verfahren nach Anspruch 25, bei dem die Ablösung der Zelle vom Zellträger (70) berührungslos erfolgt.The method of claim 25, wherein the detachment of the cell from the cell carrier ( 70 ) takes place without contact. Verfahren nach Anspruch 31, bei dem die Ablösung der Zelle vom Zellträger (70) durch den Zusatz eines Enzyms in die Flüssigkeit gefördert wird.The method of claim 31, wherein the detachment of the cell from the cell carrier ( 70 ) is promoted by the addition of an enzyme in the liquid. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 25 und 31 bis 32, mit dem Schritt: – Aufnahme der Zelle nach der Ablösung mit der Pipetteneinrichtung (10).Method according to at least one of claims 25 and 31 to 32, comprising the step of: - receiving the cell after detachment with the pipette device ( 10 ). Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 33, bei dem die Schwingung mit der auf den Zellträger (70) aufgesetzten Pipettenspitze (11) lokal begrenzt in die Flüssigkeit geleitet wird.Method according to at least one of claims 24 to 33, in which the vibration with the cell carrier ( 70 ) attached pipette tip ( 11 ) is guided locally limited in the liquid. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 33, bei dem die Schwingung durch den Perfusionsring (30), der die Pipettenspitze (11) umgibt, in der Flüssigkeit lokal begrenzt wird.Method according to at least one of Claims 24 to 33, in which the oscillation through the perfusion ring ( 30 ), the pipette tip ( 11 ), in which liquid is localized. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 35, bei dem die Schwingung mit der auf den Zellträger (40) aufgesetzten Pipettenspitze (11) direkt auf die Zellen geleitet wird.Method according to at least one of claims 24 to 35, in which the vibration with the cell carrier ( 40 ) attached pipette tip ( 11 ) is passed directly to the cells. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 36, bei dem die Schwingung in der Pipetteneinrichtung (10) entlang einer Innenform der Pipetteneinrichtung (10) gerichtet zu einem freien Ende der Pipettenspitze (11) geleitet wird.Method according to at least one of claims 24 to 36, wherein the oscillation in the pipette device ( 10 ) along an inner shape of the pipette device ( 10 ) directed to a free end of the pipette tip ( 11 ). Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 24 bis 37, bei dem die Schwingung mindestens eine Ultraschallschwingung umfasst.Method according to at least one of the claims 24 to 37, wherein the vibration at least one ultrasonic vibration includes.
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