DE102017128627B4 - Vorrichtung und Verfahren zur Untersuchung einer Zellsuspension - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung (100) zur Untersuchung einer Zellsuspension (10), die Zellen (11, 12) eines ersten und eines zweiten Zelltyps enthält, wobei die Vorrichtung eine Interaktionsfläche (23) aufweist, auf der Affinitätsmoleküle (21) eines ersten Molekültyps fixiert sind, wobei die Affinitätsmoleküle (21) des ersten Molekültyps eine größere Bindungsaffinität zu den Zellen (11) des ersten Zelltyps als zu den Zellen (12) des zweiten Zelltyps aufweisen, und wobei die Affinitätsmoleküle (21) des ersten Molekültyps durch eine Bestrahlung mit Strahlung einer ersten Strahlungseigenschaft von der Interaktionsfläche (23) und/oder von einer Bindung mit den Zellen (11) des ersten Zelltyps lösbar sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Untersuchung einer Zellsuspension und ein unter Verwendung einer solchen Vorrichtung durchgeführtes Verfahren.
  • Stand der Technik
  • In der Biologie und der Medizin ist häufig die Untersuchung, Sortierung und Gewinnung unterschiedlicher Zelltypen, beispielsweise gesunder und pathologisch veränderter Zellen, erforderlich. Beispielsweise ist es in bestimmten Fällen wünschenswert, möglicherweise pathologisch veränderte Zellen zu zählen und/oder separat zu unverdächtigen Zellen in einem entsprechenden Auffanggefäß aufzufangen, um beispielsweise molekularbiologische oder zytologische Untersuchungen an diesen anstellen und auf dieser Grundlage Diagnosen durchführen zu können.
  • Ein Beispiel für ein derartiges Verfahren ist die Durchflusszytometrie, ein Untersuchungsverfahren, bei dem Zellen vereinzelt und in hohem Tempo durch einen Bereich mit einer definierten elektrischen Spannung oder definierten Beleuchtung hindurchgeschickt werden. Je nach Form, Struktur und/oder Färbung der Zellen können dabei unterschiedliche Effekte generiert werden, anhand derer sich bestimmte Eigenschaften der Zellen ableiten lassen. Stromab einer entsprechenden Anregung und Detektion können die untersuchten Zellen beispielsweise gezählt oder wahlweise in unterschiedliche Fluidkanäle abgeleitet und bestimmten Auffanggefäßen zugeführt werden.
  • In bestimmten Fällen ist auch eine Analyse von Zelltypen, Erregern, Proteinen und dergleichen anhand von immunhistochemischen Eigenschaften wünschenswert. Beispielsweise ist es hierzu möglich, in bekannten Immunoassays (beispielsweise in antikörperbasierten Nachweisverfahren wie ELISA) Antikörper auf einer Oberfläche zu immobilisieren und bestimmte Substanzen an diese zu binden. Auf diese Weise können beispielsweise Proteine in Blut nachgewiesen werden.
  • Auch eine Untersuchung mittels Lasermikrodissektion ist grundsätzlich bekannt. Bei der Lasermikrodissektion werden Dünnschnitte von Geweben auf Objektträger aufgebracht und können dort in einer jeweils gewünschten Weise angefärbt werden, insbesondere auch unter Verwendung von antikörpergekoppelten Farbstoffen. Entsprechend markierte Bereiche können in der Lasermikrodissektion mittels eines Laserstrahls ausgeschnitten und letztlich in ein Probenauffanggefäß überführt werden, so dass sie einer nachfolgenden Analyse und Diagnose zugänglich sind.
  • Nachteilig an bekannten immunhistochemischen Untersuchungsverfahren wie ELISA ist, dass es in der Regel keinerlei Möglichkeit gibt, die Bindungspartner, die an die verwendeten, auf einer Oberfläche fixierten Antikörper gebunden sind, beispielsweise nach einer visuellen Kontrolle oder photometrischen Auswertung, selektiv loszulösen und weiteren, z.B. molekularbiologischen, Analyseverfahren zu unterziehen. In derartigen Verfahren können entweder alle Bindungspartner oder gar keine extrahiert werden. Eine Selektion bestimmter Bindungspartner ist nicht möglich.
  • Ein Nachteil der Verwendung von Lasermikrodissektionsverfahren ist der, dass zu deren Durchführung typischerweise eine aufwendige Probenaufbereitung, insbesondere von Zellsuspensionen, erforderlich ist und die zur Lasermikrodissektionsverfahren verwendeten Vorrichtungen aufwendig und teuer sowie in der Bedienung mitunter anspruchsvoll sind. Entsprechendes gilt auch für die Durchflusszytometrie.
  • Die vorliegende Erfindung stellt sich vor diesem Hintergrund die Aufgabe, verbesserte Möglichkeiten zur Untersuchung von Zellsuspensionen, insbesondere auf immunhistochemischen Grundlagen, durchzuführen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Erfindungsgemäß werden eine Vorrichtung zur Untersuchung einer Zellsuspension und ein unter Verwendung einer entsprechenden Vorrichtung durchgeführtes Verfahren mit den Merkmalen der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Patentansprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
  • Die vorliegende Erfindung beruht unter anderem auf der Erkenntnis, dass sich insbesondere in mikrofluidischen Vorrichtungen, die sich aus Zufuhr-, Abfuhr- und Sortierleitungen, insbesondere in Form von Kapillaren, und Untersuchungskammern zusammensetzen, eine besondere vorteilhafte Untersuchung von Zellsuspensionen auf immunhistochemischer Grundlage möglich ist.
  • Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht dabei darin, mindestens eine Kammer mit ggf. bereichsweise unterschiedlichen Bindungspartnern für einen oder mehrere unterschiedliche Zelltypen auszustatten. Die Bindungspartner, nachfolgend auch als „Affinitätsmoleküle“ bezeichnet, werden an einer Fläche einer entsprechenden Kammer, die nachfolgend auch als „Interaktionsfläche“ bezeichnet wird, mittels eines insbesondere fotoaktivierbaren Kopplungsmoleküls (Linker) verankert bzw. immobilisiert. Die vorliegende Erfindung arbeitet also mit an einer Oberfläche immobilisierten Bindungspartnern und nicht, beispielsweise wie bestimmte Verfahren der Durchflusszytometrie, insbesondere FACS (Fluorescence-Activated Cell Sorting), mit Bindungspartnern, die frei in einer Flüssigkeit vorliegen. Beim Einsatz unterschiedlicher Bindungspartner ist es dabei besondere vorteilhaft, jeden Bindungspartner mit einem entsprechenden Kopplungsmolekül, das selektiv auf eine wohldefinierte Wellenlänge anspricht, zu versehen.
  • Werden nun durch die Zufuhrleitung Zellen in eine entsprechende Untersuchungskammer gespült, können einige dieser Zellen je nach der Expression von Oberflächenmolekülen bzw. Rezeptoren (beispielsweise Antigenen) an bestimmte Bindungspartner binden, während andere Zellen, ggf. nach einer ausreichenden Inkubationszeit für die Bindung, zusammen mit beispielsweise überzähligen bindungsfähigen Zellen, durch die Abfuhrleitung aus der Kammer ausgespült werden können. Die gebundenen Zellen können beispielsweise mittels eines Mikroskopsystems visualisiert werden.
  • Durch eine gezielte Einwirkung von Licht geeigneter Wellenlänge hinsichtlich des jeweiligen Kopplungsmoleküls können Zellen entweder selektiv von der Bindung mit dem Bindungspartner gelöst oder selektiv mitsamt dem entsprechenden Bindungspartner von der Interaktionsfläche abgelöst und beispielsweise mittels einer Sortierleitung in eine bestimmte Analyse- oder Weiterbearbeitungskammer oder ein entsprechendes Auffanggefäß transferiert werden. Auf diese Weise sind diese Zellen einer selektiven nachfolgenden Analyse bzw. Diagnose zugänglich.
  • Insgesamt schlägt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Untersuchung einer Zellsuspension vor, die Zellen eines ersten und eines zweiten Zelltyps enthält. Wie bereits angedeutet, kann es sich bei unterschiedlichen Zelltypen insbesondere um Zelten handeln, die beispielsweise auf ihrer Oberfläche spezifische Bindungspartner für bestimmte Affinitätsmoleküle präsentieren. Hierbei kann es sich beispielsweise Antigene oder andere Marker handeln, die dazu geeignet sind, mit einem jeweiligen Affinitätsmolekül, beispielsweise einem entsprechenden Antikörper, eine vorzugsweise spezifische Bindung einzugehen.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird dabei eine Interaktionsfläche verwendet, auf der Affinitätsmoleküle eines ersten und, in einer weiteren Ausgestaltung, eines zweiten Molekültyps fixiert sind. Beispielsweise kann es sich bei derartigen Affinitätsmolekülen um unterschiedliche Antikörper handeln, die dazu in der Lage sind, mit den auf den unterschiedlichen Zelltypen präsentierten Antigenen eine bekannte Antigen-Antikörper-Bindung bzw. Antigen-Antikörper-Reaktion einzugehen. Eine derartige Antigen-Antikörper-Bindung erfolgt, wie bekannt, typischerweise nach dem Schlüssel-Schloss-Prinzip und kann ausgesprochen spezifisch sein. Eine Antigen-Antikörper-Bindung kann daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung eine besonders spezifische Analyse ermöglichen.
  • Ist hier allgemein von „Affinitätsmolekülen“ die Rede, seien hierunter neben Antikörpern jedoch auch andere Moleküle verstanden, welche eine insbesondere selektive Bindung zu bestimmten Zelltypen ermöglichen. Es kann sich hierbei auch beispielsweise um Zellrezeptoren bzw. deren Liganden oder bestimmte Zell-Zell-Verbindungsmoleküle wie beispielsweise Desmosomen, Cadherine, Connexine oder Integrine handeln, wobei die letztgenannten Affinitätsmoleküle Zellen mit der extrazellulären Matrix im biologischen Sinne verbinden.
  • Insbesondere ist eine Bindung zwischen den Affinitätsmolekülen und ihren jeweiligen Bindungspartnern der entsprechenden Zelltypen nichtkovalent, so dass entsprechende Affinitätsmoleküle bei Bedarf wieder von ihren jeweiligen Zelltypen abgelöst werden können. Ein Affinitätsmolekül umfasst dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein strahlungsaktivierbares, beispielsweise fotoaktivierbares, Kopplungsmolekül bzw. einen entsprechenden Molekülabschnitt (Linker), über das bzw. den es beispielsweise an die Interaktionsfläche gekoppelt oder an die Zellen des jeweiligen Zelltyps koppelbar ist. Ein entsprechendes Kopplungsmolekül kann auch eine entsprechende fotoaktivierbare funktionelle Gruppe aufweisen, deren Anregung mit geeigneter Strahlung zu einer Ablösung von der Interaktionsfläche oder den jeweiligen Zellen führt. Entsprechende fotoaktivierbare funktionelle Gruppen bzw. deren Verwendung zur reversiblen Anheftung von Zellen an Oberflächen sind bzw. ist grundsätzlich aus der Fachliteratur bekannt (siehe beispielsweise Kadem, L.F. et al., Rapid Reversible Photoswitching of Integrin-Mediated Adhesion at the Single-Cell Level. Adv. Mater. 28(9), 2016, 1799-1802, doi:10.1002/adma.20150). Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können für den erläuterten Zweck auch beispielsweise sogenannte Radikalstarter verwendet werden, wie sie mitunter zur Initialisierung radikalischer Reaktionen in der chemischen Synthese eingesetzt werden. Bei Radikalstartern handelt es sich um Moleküle, die sich besonders leicht in Radikale spalten lassen. Für die vorliegende Erfindung lassen sich insbesondere fotoaktivierbare Radikalstarter nutzen. Beispiele für Radikalstarter sind Azobisisobutyronitril, Dibenzoylperoxid, Dilauroylperoxid, Di-tert-butylperoxid, Diisopropylperoxidicarbonat und Kaliumperoxodisulfat.
  • Allgemein weisen dabei die Affinitätsmoleküle des ersten Molekültyps eine größere Bindungsaffinität zu den Zellen des ersten Zelltyps als zu den Zellen des zweiten Zelltyps auf, und die Affinitätsmoleküle des zweiten Molekültyps weisen, sofern vorhanden, eine größere Bindungsaffinität zu den Zellen des zweiten Zelltyps als zu den Zellen des ersten Zelltyps auf. Der Begriff der Bindungsaffinität bezeichnet dabei beispielsweise bei Antikörpern die Neigung eines entsprechenden Antikörpers, eine Antigen-Antikörper-Bindung mit einem spezifischen Antigen einzugehen. Allgemeiner bezeichnet die Bindungsaffinität eine, beispielsweise in Form einer Affinitätskonstante, ausdrückbare Bindungsneigung. Vorteilhafterweise weisen die Affinitätsmoleküle des ersten Molekültyps dabei keine oder eine ausgesprochen geringe Bindungsaffinität zu den Zellen des zweiten Zelltyps auf. Entsprechend weisen die Affinitätsmoleküle des zweiten Molekültyps, falls vorhanden, keine oder eine ausgesprochen geringe Bindungsaffinität zu den Zellen des ersten Zelltyps auf. Es erfolgt also vorteilhafterweise eine selektive Bindung der Interaktionsmoleküle des ersten Molekültyps nur mit den Zellen des ersten Zelltyps bzw., falls vorhanden, der Interaktionsmoleküle des ersten Molekültyps nur mit den Zelltypen des zweiten Zelltyps. Auf diese Weise kann eine besonders effektive Trennung der Zellen des ersten und des zweiten Zelltyps bewirkt werden und es kommt zu keiner Vermischung der unterschiedlichen Zelltypen, die die nachfolgende Analyse stören könnte.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist ferner vorgesehen, dass die Affinitätsmoleküle des ersten Molekültyps derart ausgestaltet sind, dass sie durch Bestrahlung mit Strahlung einer ersten Strahlungseigenschaft, wie nachfolgend erläutert beispielsweise Licht einer definierten ersten Wellenlänge, von der Interaktionsfläche und/oder einer Bindung mit den Zellen des ersten Zelltyps lösbar sind. Die Affinitätsmoleküle des zweiten Molekültyps sind, falls vorhanden, derart ausgestaltet, dass sie durch Bestrahlung mit Strahlung der ersten oder einer zweiten Strahlungseigenschaft, im Falle der zweiten Strahlungseigenschaft beispielsweise Licht einer definierten zweiten Wellenlänge, von der Interaktionsfläche und/oder von einer Bindung mit den Zellen des zweiten Zelltyps lösbar sind. Dies kann insbesondere durch die Wahl eines entsprechenden Kopplungsmoleküls bzw. eines entsprechenden Molekülabschnitts oder einer entsprechenden funktionellen Gruppe, der oder die spezifisch auf die jeweils verwendete (erste oder ggf. zweite) Strahlungseigenschaft, beispielsweise die verwendete Wellenlänge, anspricht, bewirkt werden.
  • Sind dabei im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Affinitätsmoleküle des ersten Molekültyps und die Affinitätsmoleküle des zweiten Molekültyps vorhanden, und sind diese beide durch die Bestrahlung mit der Strahlung der ersten Wellenlängeneigenschaft von der Interaktionsfläche und/oder der Bindung mit den Zellen des jeweiligen Zelltyps lösbar, so kann für eine Ablösung und Gewinnung bestimmter Zellen bzw. Zelltypen in bestimmten Bereichen einer Probe, oder definierter Einzelzellen, vorteilhafterweise eine gezielte räumliche Bestrahlung vorgenommen werden, die beispielsweise unter Verwendung von Punktscannern oder Lasermikrodissektionssystemen bzw. unter Einstellung einer kleinstmöglichen Apertur eines Mikroskopsystems erfolgen kann. Die jeweils in bestimmten Bereichen abzulösenden bzw. zu gewinnenden Zellen bzw. Zelltypen können beispielsweise visuell oder automatisch durch Auswerten eines mikroskopischen Bilds erkannt werden.
  • Sind hingegen im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Affinitätsmoleküle des ersten Molekültyps und die Affinitätsmoleküle des zweiten Molekültyps vorhanden und sind die Affinitätsmoleküle des ersten Molekültyps durch die Bestrahlung mit der Strahlung der ersten Strahlungseigenschaft, insbesondere selektiv, von der Interaktionsfläche und/oder der Bindung mit den Zellen des ersten Zelltyps lösbar, die Affinitätsmoleküle des zweiten Molekültyps hingegen, insbesondere selektiv, durch die Bestrahlung mit der Strahlung zweiten Strahlungseigenschaft von der Interaktionsfläche und/oder der Bindung mit den Zellen des zweiten Zelltyps, ist nicht notwendigerweise eine räumlich aufgelöste Bestrahlung erforderlich. Für eine Ablösung bzw. Gewinnung der Zellen des ersten Zelltyps braucht dann ggf. lediglich die gesamte Probe mit der Strahlung des ersten Strahlungstyps bestrahlt zu werden und entsprechend für die Ablösung bzw. Gewinnung der Zellen des zweiten Zelltyps mit der Strahlung des zweiten Strahlungstyps. Eine „selektive“ Lösbarkeit bzw. Ablösbarkeit liegt dabei dann vor, wenn sich die Affinitätsmoleküle des ersten Molekültyps, nicht aber die Affinitätsmoleküle des zweiten Molekültyps durch die Bestrahlung mit der Strahlung der ersten Strahlungseigenschaft lösen lassen bzw. umgekehrt. Es können auch selektiv und nichtselektiv ablösbare Affinitätsmoleküle eingesetzt werden. Selbstverständlich kann aber auch in diesem Fall eine räumlich selektive Ablösung vorgenommen werden. Mit anderen Worten kann in beiden Fällen eine Bestrahlungseinrichtung vorgesehen sein bzw. eingesetzt werden, die einen oder mehrere ausgewählte Bereiche der Interaktionsfläche zumindest mit der Strahlung der ersten Strahlungseigenschaft bestrahlt.
  • Grundsätzlich kann im Rahmen der vorliegenden Erfindung dabei vorgesehen sein, dass ein entsprechender Zelltyp zusammen mit seinem jeweiligen Affinitätsmolekül von der Interaktionsfläche durch die Einwirkung der Strahlung der jeweiligen Strahlungseigenschaft gelöst wird, es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Affinitätsmoleküle derart ausgebildet sind, dass eine Bindung zwischen Affinitätsmolekül und dem jeweiligen Zelltyp durch die Strahlung mit der jeweiligen Strahlungseigenschaft aufgehoben wird. Im ersteren Fall wird durch die Einwirkung der Strahlung mit der definierten Strahlungseigenschaft der jeweilige Zelltyp zusammen mit dem zugehörigen Affinitätsmolekül von der Interaktionsfläche abgelöst und kann auf diese Weise gewonnen werden, im letzteren Fall erfolgt eine Trennung lediglich der jeweiligen Zelltypen von ihren Affinitätsmolekülen. Im ersteren Fall kann eine anschließende Analyse bzw. Probenbearbeitung umfassen, eine Bindung zwischen den Affinitätsmolekülen und ihren jeweiligen Zelltypen zu lösen, so dass entsprechende Zellen einzeln gewonnen werden können. Im letzteren Fall kann ein Affinitätsmolekül, das nach der Einwirkung der Strahlung des entsprechenden Strahlungstyps weiter an die Interaktionsfläche gebunden bleibt, für eine Interaktion mit weiteren Zellen des entsprechenden Zelltyps zur Verfügung stehen, so dass sich eine entsprechende Vorrichtung nicht „verbraucht“.
  • Wie bereits zuvor erläutert, kann die entsprechende Strahlungsresponsivität der Affinitätsmoleküle insbesondere durch die Verwendung von strahlungsaktivierbaren, beispielsweise fotoaktivierbaren, Kopplungsmolekülen bzw. Linkern, bzw. von entsprechend anregbaren chemischen Gruppen bewirkt werden. Als strahlungs- bzw. fotoaktivierbare Kopplungsmoleküle können insbesondere Radikalstarter der zuvor erläuterten Art zum Einsatz kommen. Die Fotoaktivierung entsprechender Moleküle bzw. Gruppen umfasst dabei auf molekularer Ebene insbesondere die Radikalbildung durch Bestrahlung. Weiterhin sind Moleküle einsetzbar, deren Konformation mittels Bestrahlung (beispielsweise von einer cis- zu einer trans-Konformation) veränderbar ist, und die durch diese Konformationsänderung ihre Bindungseigenschaften ändern.
  • Wie bereits erläutert, können die Affinitätsmoleküle des ersten Molekültyps insbesondere selektive Antikörper gegen Antigene der Zellen des ersten Zelltyps und die Affinitätsmoleküle des zweiten Molekültyps, falls vorhanden, selektive Antikörper gegen Antigene des zweiten Zelltyps sein. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können mono- oder polyklonale Antikörper zum Einsatz kommen, wie grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt. In der Diagnostik und Forschung, und so auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, spielen insbesondere monoklonale Antikörper eine Rolle, da sie mit hoher Spezifität eine Anzahl entsprechender Antigene binden können.
  • Besonders vorteilhaft ist, wenn die jeweils genannte Strahlung elektromagnetische Strahlung, insbesondere Licht einer definierten Wellenlänge, insbesondere im Ultravioloetten, ist, wobei die Strahlungseigenschaften eine oder mehrere spezifische Wellenlängen bzw. Wellenlängenbereiche darstellen. Insbesondere kann dabei die erste Strahlungseigenschaft einen ersten Wellenlängenbereich und die zweite Strahlungseigenschaft, falls genutzt, einen zweiten, unterschiedlichen und insbesondere nicht mit dem ersten Wellenlängenbereich überlappenden Wellenlängenbereich darstellen. Ein entsprechender „Wellenlängenbereich“ kann dabei eine einzelne Wellenlänge sein, typischerweise sprechen jedoch entsprechende fotoaktivierbare Kopplungsmoleküle auf eine gewisse Bandbreite von unterschiedlichen Wellenlängen an, die daher entsprechend ausgewählt und für die Detektion eingesetzt wird. Beispielsweise können im Rahmen der vorliegenden Erfindung entsprechende schmal- oder breiterbandige Lichtquellen oder entsprechende Filter verwendet werden. Diese sind vorzugsweise bereits in einem zur Untersuchung verwendeten Mikroskopsystem integriert. Es versteht sich jedoch, dass eine „Strahlungseigenschaft“ auch eine Intensität der jeweils verwendeten Strahlung, beispielsweise eine bestimmte Lichtintensität, darstellen kann. Diese wird gemäß den jeweils zu untersuchenden Kopplungsmolekülen bzw. deren spezifischer Lichtsensitivität entsprechend ausgewählt.
  • Grundsätzlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf Affinitätsmoleküle zweier Molekültypen bzw. die Untersuchung von Zellen erster und zweiter Zelltypen beschränkt. Vielmehr können auf der Interaktionsfläche auch Affinitätsmoleküle eines weiteren Molekültyps fixiert sein, wobei die Affinitätsmoleküle des weiteren Molekültyps dann eine größere Bindungsaffinität zu Zellen eines weiteren Zelltyps als zu den Zellen des ersten Zelltyps und den Zellen des zweiten Zelltyps aufweisen, und wobei die Affinitätsmoleküle des weiteren Molekültyps durch Bestrahlung mit Strahlung der ersten, der zweiten oder einer weiteren Strahlungseigenschaft, insbesondere selektiv, von der Interaktionsfläche und/oder einer Bindung mit den Zellen des weiteren Zelltyps lösbar sind. Zu Merkmalen und Vorteilen entsprechender weiterer Affinitätsmoleküle sei auf die obigen Erläuterungen ausdrücklich verwiesen, die für weitere Affinitätsmoleküle jeweils in entsprechender Weise gelten.
  • Vorteilhafterweise weist die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung eine Untersuchungskammer auf, in der die Interaktionsfläche angeordnet ist. Eine entsprechende Untersuchungskammer kann dabei ein definiertes Volumen aufweisen, in das eine bestimmte Menge an Zellsuspension zur Untersuchung im Rahmen der vorliegenden Erfindung eingebracht werden kann. Die Interaktionsfläche bildet insbesondere eine Wand, beispielsweise eine Bodenfläche, einer entsprechenden Untersuchungskammer und weist eine definierte Größe auf. Vorteilhafterweise kann eine Interaktionsfläche in einer entsprechenden Kammer (bei Benutzung) waagerecht angeordnet sein, so dass sie bei der Verwendung der Vorrichtung mittels einer Zellsuspension überschichtet und insbesondere auch von oben oder unten visuell, beispielsweise makroskopisch oder mikroskopisch, inspiziert werden kann.
  • Mit besonderem Vorteil ist die Untersuchungskammer für eine mikroskopische Inspektion der Interaktionsfläche eingerichtet. Hierzu kann die Untersuchungskammer beispielsweise auf einer der Interaktionsfläche abgewandten Seite transparent ausgebildet sein, beispielsweise durch Verwendung von Glas oder eines transparenten Kunststoffs. Die Vorrichtung ist, wie erwähnt, insbesondere als mikrofluidische Vorrichtung ausgebildet, so dass eine der Interaktionsfläche abgewandte Seite der Untersuchungskammer beispielsweise nach Art eines herkömmlichen Deckglases mit 0,17 mm Dicke ausgebildet und dicht oberhalb der Interaktionsfläche angeordnet sein kann.
  • Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, in einer entsprechenden Untersuchungskammer die Interaktionsfläche selbst transparent und in einer geeigneten Dicke auszubilden, so dass auf diese Weise durch die Interaktionsfläche hindurch eine visuellmikroskopische Inspektion der Interaktionsfläche oder eine Aufnahme eines entsprechenden, insbesondere digitalen, Bilds möglich ist. Dies kann beispielsweise mittels eines inversen Mikroskopsystems erfolgen, bei dem ein Beobachtungsstrahlengang von unten auf eine entsprechende Interaktionsfläche gerichtet ist. Grundsätzlich kann jedoch ein Einsatz in einem regulären, d.h. nicht inversen, Mikroskopsystem erfolgen, in welchem die Interaktionsfläche, sofern sie transparent und zur Untersuchung ausgebildet ist, an einer Oberseite einer Untersuchungskammer, die in diesem Fall mit der Zellsuspension geflutet werden kann, angeordnet sein kann. Auch andere Ausgestaltungen entsprechender Untersuchungskammern für eine mikroskopische Inspektion sind grundsätzlich möglich.
  • Wie mehrfach erwähnt, ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine mikrofluidische Vorrichtung vorgesehen, bei der die Untersuchungskammer insbesondere mit einer ersten Leitung verbunden ist, mit der die Zellsuspension in die Untersuchungskammer einspeisbar ist. Eine derartige erste Leitung kann insbesondere als Kapillare ausgebildet sein, die an einem, von der Untersuchungskammer abgewandten Ende, mit einer Einspeiseöffnung versehen sein kann, die beispielsweise mit einer Pipettenspitze koppelbar ist und damit eine besonders vorteilhafte Befüllung erlaubt. Eine entsprechende Leitung kann auch verschließbar ausgebildet sein, so dass beispielsweise eine Verdunstung von Flüssigkeit aus der Untersuchungskammer, die beispielsweise auch für eine bestimmte Inkubationszeit in einem Inkubator verbracht und dort beispielsweise erwärmt werden kann, zu verhindern.
  • Vorteilhafterweise ist die Untersuchungskammer in der erfindungsgemäßen Vorrichtung ferner mit einer zweiten Leitung verbunden, mittels derer Fluid aus der Untersuchungskammer abgezogen werden kann. Auf diese Weise ist insbesondere eine Entnahme überschüssiger Zellsuspension, deren Zellen keine Bindung mit den Affinitätsmolekülen der Interaktionsfläche eingehen können, möglich. Eine entsprechende Untersuchungskammer kann dabei über die erste und die zweite Leitung auch insbesondere gespült werden, so dass überschüssiges Material einfach abtransportiert werden kann und damit beispielsweise Kreuzkontaminationen mit nicht erwünschten Zelltypen verhindert werden können.
  • Mit besonderem Vorteil ist die zweite Leitung fluidisch wahlweise mit einer dritten und einer vierten Leitung verbindbar. Die zweite Leitung kann sich also in zwei weitere Leitungen verzweigen, in die nach einer entsprechenden Einwirkung von Strahlung insbesondere die Zellen der jeweiligen Zelltypen abgeführt werden können. Auf diese Weise ist eine selektive Gewinnung entsprechender unterschiedlicher Zelltypen, beispielsweise in unterschiedlichen Auffanggefäßen, möglich. Es kann auch vorgesehen sein, die Untersuchungskammer direkt mit mehreren Leitungen zu verbinden. In diesem Fall ist die zweite Leitung nicht erforderlich.
  • Die vorliegende Erfindung erstreckt sich auch auf ein Verfahren zur Untersuchung einer Zellsuspension, die Zellen eines ersten und eines zweiten Zelltyps enthält, wobei in einem derartigen Verfahren eine Vorrichtung verwendet wird, wie sie zuvor in unterschiedlichen Ausgestaltungen erläutert wurde, also eine Vorrichtung mit einer Interaktionsfläche, auf der zumindest Affinitätsmoleküle eines ersten Molekültyps fixiert sind, wobei die Affinitätsmoleküle des ersten Molekültyps eine größere Bindungsaffinität zu den Zellen des ersten Zelltyps als zu den Zellen des zweiten Zelltyps aufweisen, und wobei die Affinitätsmoleküle des ersten Molekültyps durch Bestrahlung mit Strahlung einer ersten Strahlungseigenschaft von der Interaktionsfläche und/oder von einer Bindung mit den Zellen des ersten Zelltyps lösbar sind. Das erfindungsgemäße Verfahren profitiert daher von den zuvor erläuterten Vorteilen in gleicher Weise, so dass auf diese ausdrücklich verwiesen werden kann.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst das Immobilisieren der Zellen des ersten Zelltyps an der Interaktionsfläche über die Affinitätsmoleküle des ersten Molekültyps durch Inkontaktbringen der Zellsuspension mit der Interaktionsfläche für einen Interaktionszeitraum. Ein entsprechender Interaktionszeitraum kann je nach der Geschwindigkeit bzw. Reaktionskinetik einer entsprechenden Reaktion gewählt werden. Ein weiterer Schritt nach einem derartigen Kontakt kann insbesondere auch das Entleeren und/oder Spülen der Interaktionsfläche umfassen, so dass nur die jeweils gebundenen Zelltypen weiter an der entsprechenden Interaktionsfläche verbleiben.
  • In einem nächsten Schritt erfolgt ein Freisetzen der Zellen des ersten Zelltyps mit den Affinitätsmolekülen des ersten Molekültyps oder der Zellen des ersten Zelltyps ohne die Affinitätsmoleküle des ersten Molekültyps von der Interaktionsfläche durch Bestrahlen der Interaktionsfläche bzw. der daran fixierten Affinitätsmoleküle mit der Strahlung des ersten Strahlungstyps. Auch eine derartige Bestrahlung kann für eine vorgegebene Bestrahlungszeit bzw. einen ersten Bestrahlungszeitraum erfolgen. Insbesondere kann im Rahmen eines derartigen Schritts oder zuvor auch eine visuelle Inspektion der Interaktionsfläche mit den daran gebundenen Zellen, insbesondere unter Verwendung eines Mikroskops, erfolgen.
  • In einem nächsten Schritt können im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens die durch das Bestrahlen mit der Strahlung des ersten Strahlungstyps freigesetzten Zellen des ersten Zelltyps mit den Affinitätsmolekülen des ersten Molekültyps oder der freigesetzten Zellen des Zelltyps ohne die Affinitätsmoleküle des ersten Molekültyps gesammelt werden. Hierbei können, wie zuvor erläutert, entsprechende Zellen auch selektiv in ein Auffanggefäß transportiert und beispielsweise gezählt werden.
  • In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auch eine Vorrichtung verwendet werden, bei der auf der Interaktionsfläche zusätzlich zu den Affinitätsmolekülen des ersten Molekültyps Affinitätsmoleküle eines zweiten Molekültyps fixiert sind, wobei die Affinitätsmoleküle des zweiten Molekültyps eine größere Bindungsaffinität zu den Zellen des zweiten Zelltyps als zu den Zellen des ersten Zelltyps aufweisen, und wobei die Affinitätsmoleküle des zweiten Molekültyps durch die Bestrahlung mit der Strahlung der ersten Strahlungseigenschaft oder durch eine Bestrahlung mit Strahlung einer zweiten Strahlungseigenschaft von der Interaktionsfläche und/oder von einer Bindung mit den Zellen des zweiten Zelltyps lösbar sind.
  • In der soeben angesprochenen vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt insbesondere ebenfalls ein Immobilisieren der Zellen des zweiten Zelltyps an der Interaktionsfläche über die Affinitätsmoleküle des zweiten Molekültyps durch das Inkontaktbringen der Zellsuspension mit der Interaktionsfläche für den Interaktionszeitraum. Ein Freisetzen der Zellen des zweiten Zelltyps mit den Affinitätsmolekülen des zweiten Molekültyps oder der Zellen des zweiten Zelltyps ohne die Affinitätsmoleküle des zweiten Molekültyps von der Interaktionsfläche erfolgt gemäß dieser Ausgestaltung durch das Bestrahlen der Interaktionsfläche mit der Strahlung des ersten Strahlungstyps oder durch das Bestrahlen der Interaktionsfläche mit der Strahlung des zweiten Strahlungstyps, wobei sich, falls angewandt, das Bestrahlen der Interaktionsfläche mit der Strahlung des zweiten Strahlungstyps insbesondere dann vorgenommen wird, nachdem die Zellen des ersten Zelltyps zuvor gesammelt wurden, also in einem weiteren (späteren) Bestrahlungszeitraum. In jedem Fall erfolgt insbesondere ein Sammeln der durch das Bestrahlen mit der Strahlung des ersten Strahlungstyps oder durch das Bestrahlen mit der Strahlung des zweiten Strahlungstyps freigesetzten Zellen des zweiten Zelltyps mit den Affinitätsmolekülen des zweiten Molekültyps oder der freigesetzten Zellen des zweiten Zelltyps ohne die Affinitätsmoleküle des zweiten Molekültyps in vergleichbarer Weise.
  • Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung können spezifisch ein oder mehrere ausgewählte Bereiche der Interaktionsfläche bestrahlt werden. Vorteile eines derartigen Vorgehens wurden bereits erläutert.
  • Das Sammeln der jeweils freigesetzten Zellen kann insbesondere das Ausspülen der freigesetzten Zellen mittels eines Fluids über eine oder eine von mehreren Leitungen umfassen. Weitere Details zu entsprechenden Leitungen wurden bereits zuvor bezüglich der erfindungsgemäßen Vorrichtung und ihrer vorteilhaften Ausgestaltungen erläutert. Auf diese Erläuterungen wird daher verwiesen.
  • Zu weiteren Details des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. besonders vorteilhafter Ausgestaltungen sei auf die obigen Erläuterungen bezüglich der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausdrücklich verwiesen.
  • Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
  • Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
  • Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
  • Figurenliste
    • 1 zeigt eine Vorrichtung gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in vereinfachter, schematischer Darstellung.
    • 2A bis 2E veranschaulichen eine Untersuchung einer Zellsuspension gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
    • 3 veranschaulicht ein Verfahren gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • In den nachfolgenden Figuren sind einander funktionell und/oder baulich entsprechende Elemente mit identischen Bezugszeichen veranschaulicht und werden der Übersichtlichkeit halber nicht wiederholt erläutert.
  • In 1 ist eine Vorrichtung gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vereinfacht schematisch dargestellt. Die Vorrichtung ist insgesamt mit 100 bezeichnet.
  • Bei der Vorrichtung 100 handelt es sich um eine mikrofluidische Vorrichtung, die beispielsweise in Form eines sogenannten „Chips“, insbesondere in der Größe eines üblichen Objektträgers eines Mikroskops oder in einer damit vergleichbaren Größenordnung, ausgebildet sein kann.
  • Die Vorrichtung 100 umfasst dabei eine Untersuchungskammer 20, welche eine in den nachfolgenden 2A bis 2E noch im Detail gezeigte Interaktionsfläche aufweist. Die Untersuchungskammer 20 ist mit einer ersten Leitung 24 verbunden, mittels derer eine Zellsuspension in die Untersuchungskammer 20 einspeisbar ist. Sie ist über eine zweite Leitung 25 ferner mit einer dritten Leitung 26 und einer vierten Leitung 27 verbunden. Mittels der zweiten Leitung 25 kann dabei Fluid aus der Untersuchungskammer 20 abgezogen und wahlweise auf die dritte Leitung 26 und auf die vierte Leitung 27 verteilt werden. Auf diese Weise können aus der Probenkammer 20 entnommene Zellen gezielt gezählt und/oder aufgefangen werden. Wie erwähnt, können aber der dritten Leitung 26 und der vierten Leitung 27 entsprechende Leitungen auch direkt mit der Untersuchungskammer gekoppelt sein. In diesem Fall kann die zweite Leitung 25 auch wegfallen.
  • In den 2A bis 2E ist eine Untersuchung einer Zellsuspension gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail vereinfacht und schematisch veranschaulicht. In den 2A bis 2E ist dabei insbesondere die Funktion der Interaktionsfläche 23 veranschaulicht.
  • Auf der Interaktionsfläche 23 sind dabei Affinitätsmoleküle 21, 22 unterschiedlicher Art veranschaulicht. Diese sind im dargestellten Beispiel als Antikörper symbolisiert. Sie sind im dargestellten Beispiel über fotoaktivierbare Linker 21a, 22a mit der Interaktionsfläche gekoppelt. Auf diese Weise können die Interaktionsmoleküle 21, 22 jeweils durch Strahlung einer bestimmten Strahlungseigenschaft, beispielsweise Licht spezifischer Wellenlängen, von der Interaktionsfläche gelöst werden.
  • Gemäß 2A sei dabei keine Zellsuspension in eine entsprechende Vorrichtung eingebracht. Die Interaktionsfläche 23 kann in dieser Phase beispielsweise zu deren Schutz mit einem Puffer geeigneter Art überschichtet sein.
  • In 2B ist gezeigt, wie sich Zellen unterschiedlicher Zelltypen, hier mit 11 und 12 bezeichnet, jeweils an die Affinitätsmoleküle 21, 22 der unterschiedlichen Molekültypen anlagern bzw. an diese binden. Die Interaktionsfläche 23 wird hierzu mit einer Zellsuspension überschichtet, die Zellen 11, 12 entsprechender Zelltypen enthält.
  • Nach einer definierten Inkubationszeit kann die Zellsuspension von der Interaktionsfläche 23 entfernt werden, beispielsweise durch Absaugen von überschüssigen Zellen, die nicht an die Affinitätsmoleküle 21, 22 gebunden sind. Wie in Form eines Pfeils L in 2C veranschaulicht, kann nun eine selektive Aktivierung der Affinitätsmoleküle 21, hier des ersten Molekültyps, erfolgen. Hierdurch kommt es zu einer Ablösung der entsprechenden Zellen 11 mit den jeweiligen Affinitätsmolekülen 21 von der Interaktionsfläche 23, wie in 2D veranschaulicht, so dass diese Zellen 11 selektiv gewonnen werden können.
  • In 2E ist eine Alternative einer entsprechenden Aktivierung veranschaulicht, die eine Ablösung der jeweiligen Zellen 11 von ihren Aktivitätsmolekülen 21, wobei letztere jedoch an der Interaktionsfläche 23 gebunden bleiben, umfasst.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt kann auch eine Aktivierung der Affinitätsmoleküle 22 und der Ablösung der entsprechenden Zellen 12 erfolgen. Entsprechende Schritte können beliebig fortgesetzt werden, solange entsprechende Affinitätsmoleküle und ihre zugehörigen Zelltypen vorhanden sind.
  • In 3 ist ein Verfahren gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Form eines vereinfachten, schematischen Ablaufplans veranschaulicht und insgesamt mit 200 bezeichnet. Das Verfahren 200 umfasst, wie hier vereinfacht veranschaulicht, drei Verfahrensschritte 210, 220 und 230.
  • In dem ersten Verfahrensschritt 210 erfolgt, wie bereits zuvor erläutert, ein Inkontaktbringen zumindest eines Teils der einer Zellsuspension mit einer Interaktionsfläche für einen Interaktionszeitraum und hierdurch ein Binden der Zellen eines ersten Zelltyps an die Affinitätsmoleküle des ersten Molekültyps. Insbesondere kann hierbei auch ein Binden der Zellen des zweiten Zelltyps an die Affinitätsmoleküle des zweiten Molekültyps erfolgen, soweit vorhanden.
  • In einem nächsten Schritt 220 erfolgt nun ein Bestrahlen der Interaktionsfläche mit der Strahlung des ersten Strahlungstyps für einen ersten Bestrahlungszeitraum und hierdurch ein Lösen der Zellen des ersten Zelltyps mit den Affinitätsmolekülen des ersten Molekültyps von der Interaktionsfläche und/oder der Zellen des ersten Zelltyps von den Aktivitätsmolekülen des ersten Molekültyps.
  • In einem sich anschließenden Schritt 230 kann ein Sammeln des durch das Bestrahlen mit der Strahlung des ersten Strahlungstyps freigesetzten Zellen des ersten Zelltyps mit den Affinitätsmolekülen des ersten Molekültyps oder der freigesetzten Zellen des ersten Zelltyps ohne die Affinitätsmoleküle des ersten Molekültyps erfolgen.
  • In gezeigten Verfahrensschritten 210 bis 230 können sich weitere Verfahrensschritte anschließen, insbesondere zur Gewinnung weiterer Zelltypen durch entsprechende Einwirkung von Strahlung, falls weitere Affinitätsmoleküle für entsprechende weitere Zelltypen vorhanden sind. Auch eine visuelle oder mikroskopische Inspektion kann in beliebigen der gezeigten Verfahrensschritte 210 bis 230 vorgesehen sein.

Claims (14)

  1. Vorrichtung (100) zur Untersuchung einer Zellsuspension (10), die Zellen (11, 12) eines ersten und eines zweiten Zelltyps enthält, wobei die Vorrichtung eine Interaktionsfläche (23) aufweist, auf der Affinitätsmoleküle (21) eines ersten Molekültyps fixiert sind, wobei die Affinitätsmoleküle (21) des ersten Molekültyps eine größere Bindungsaffinität zu den Zellen (11) des ersten Zelltyps als zu den Zellen (12) des zweiten Zelltyps aufweisen, und wobei die Affinitätsmoleküle (21) des ersten Molekültyps durch eine Bestrahlung mit Strahlung einer ersten Strahlungseigenschaft von der Interaktionsfläche (23) und/oder von einer Bindung mit den Zellen (11) des ersten Zelltyps lösbar sind.
  2. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei auf der Interaktionsfläche (23) Affinitätsmoleküle (22) eines zweiten Molekültyps fixiert sind, die eine größere Bindungsaffinität zu den Zellen (12) des zweiten Zelltyps als zu den Zellen (11) des ersten Zelltyps aufweisen, wobei die Affinitätsmoleküle (22) des zweiten Molekültyps durch die Bestrahlung mit der Strahlung der ersten Strahlungseigenschaft oder durch eine Bestrahlung mit Strahlung einer zweiten Strahlungseigenschaft von der Interaktionsfläche (23) und/oder von einer Bindung mit den Zellen (12) des zweiten Zelltyps lösbar sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die eine Bestrahlungseinrichtung aufweist, mittels derer ein oder mehrere ausgewählte Bereiche der Interaktionsfläche (23) mit der Strahlung der ersten Strahlungseigenschaft bestrahlbar ist oder sind.
  4. Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Affinitätsmoleküle (21) des ersten Molekültyps selektive Antikörper gegen spezifische Antigene der Zellen (11) des ersten Zelltyps sind.
  5. Vorrichtung (100) nach Anspruch 2 oder einem von diesem abhängigen Anspruch, wobei die Affinitätsmoleküle (22) des zweiten Molekültyps selektive Antikörper gegen spezifische Antigene der Zellen (12) des zweiten Zelltyps sind.
  6. Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Strahlung elektromagnetische Strahlung ist und wobei die Strahlungseigenschaft einen Wellenlängenbereich der elektromagnetischen Strahlung darstellt.
  7. Vorrichtung (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Untersuchungskammer (20), in der die Interaktionsfläche (23) angeordnet ist.
  8. Vorrichtung (100) nach Anspruch 7, bei der die Untersuchungskammer (20) für eine mikroskopische Inspektion der Interaktionsfläche (23) eingerichtet ist.
  9. Vorrichtung (100) nach Anspruch 7 oder 8, bei der die Untersuchungskammer (20) mit einer ersten Leitung (24) verbunden ist, mittels derer die Zellsuspension (10) in die Untersuchungskammer (20) einspeisbar ist, und/oder bei der die Untersuchungskammer (20) mit einer zweiten Leitung (25) verbunden ist, mittels derer Fluid aus der Untersuchungskammer (20) abgezogen werden kann.
  10. Vorrichtung (100) nach Anspruch 9, bei der die zweite Leitung fluidisch wahlweise mit einer dritten Leitung (26) und einer vierten Leitung (27) verbindbar ist.
  11. Verfahren (230) zur Untersuchung einer Zellsuspension (10), die Zellen (11, 12) eines ersten und eines zweiten Zelltyps enthält, wobei eine Vorrichtung (100) mit einer Interaktionsfläche (23) verwendet wird, auf der Affinitätsmoleküle (21) eines ersten Molekültyps fixiert sind, wobei die Affinitätsmoleküle (21) des ersten Molekültyps eine größere Bindungsaffinität zu den Zellen (11) des ersten Zelltyps als zu den Zellen (12) des zweiten Zelltyps aufweisen, wobei die Affinitätsmoleküle (21) des ersten Molekültyps durch Bestrahlung mit Strahlung einer ersten Strahlungseigenschaft von der Interaktionsfläche (23) und/oder von einer Bindung mit den Zellen (11) des ersten Zelltyps lösbar sind, und wobei das Verfahren (230) die folgenden Schritte in der angegebenen Reihenfolge umfasst: - Immobilisieren der Zellen (11) des ersten Zelltyps an der Interaktionsfläche (23) über die Affinitätsmoleküle (21) des ersten Molekültyps durch Inkontaktbringen (210) der Zellsuspension (10) mit der Interaktionsfläche (23) für einen Interaktionszeitraum, - Freisetzen der Zellen (11) des ersten Zelltyps mit den Affinitätsmolekülen (21) des ersten Molekültyps oder der Zellen (11) des ersten Zelltyps ohne die Affinitätsmoleküle (21) des ersten Molekültyps von der Interaktionsfläche (23) durch Bestrahlen (220) der Interaktionsfläche (23) mit der Strahlung des ersten Strahlungstyps, und - Sammeln (230) der durch das Bestrahlen (220) mit der Strahlung des ersten Strahlungstyps freigesetzten Zellen (11) des ersten Zelltyps mit den Affinitätsmolekülen (21) des ersten Molekültyps oder der freigesetzten Zellen (11) des ersten Zelltyps ohne die Affinitätsmoleküle (21) des ersten Molekültyps.
  12. Verfahren (230) nach Anspruch 11, bei dem auf der Interaktionsfläche (23) der verwendeten Vorrichtung (100) Affinitätsmoleküle (22) eines zweiten Molekültyps fixiert sind, wobei die Affinitätsmoleküle (22) des zweiten Molekültyps eine größere Bindungsaffinität zu den Zellen (12) des zweiten Zelltyps als zu den Zellen (11) des ersten Zelltyps aufweisen, wobei die Affinitätsmoleküle (22) des zweiten Molekültyps durch die Bestrahlung mit der Strahlung der ersten Strahlungseigenschaft oder durch eine Bestrahlung mit Strahlung einer zweiten Strahlungseigenschaft von der Interaktionsfläche (23) und/oder von einer Bindung mit den Zellen (12) des zweiten Zelltyps lösbar sind, und wobei das Verfahren umfasst: - Immobilisieren der Zellen (12) des zweiten Zelltyps an der Interaktionsfläche (23) über die Affinitätsmoleküle (22) des zweiten Molekültyps durch das Inkontaktbringen (210) der Zellsuspension (10) mit der Interaktionsfläche (23) für den Interaktionszeitraum, - Freisetzen der Zellen (21) des zweiten Zelltyps mit den Affinitätsmolekülen (22) des zweiten Molekültyps oder der Zellen (12) des zweiten Zelltyps ohne die Affinitätsmoleküle (22) des zweiten Molekültyps von der Interaktionsfläche (23) durch das Bestrahlen (220) der Interaktionsfläche (23) mit der Strahlung des ersten Strahlungstyps oder durch das Bestrahlen der Interaktionsfläche (23) mit der Strahlung des zweiten Strahlungstyps, - Sammeln (230) der durch das Bestrahlen (220) mit der Strahlung des ersten Strahlungstyps oder durch das Bestrahlen mit der Strahlung des zweiten Strahlungstyps freigesetzten Zellen (12) des zweiten Zelltyps mit den Affinitätsmolekülen (22) des zweiten Molekültyps oder der freigesetzten Zellen (12) des zweiten Zelltyps ohne die Affinitätsmoleküle (22) des zweiten Molekültyps.
  13. Verfahren (230) nach Anspruch 11 oder 12, bei dem ein oder mehrere ausgewählte Bereiche der Interaktionsfläche (23) bestrahlt wird oder werden.
  14. Verfahren (230) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei dem das Sammeln (230) der freigesetzten Zellen (11, 12) das Ausspülen der freigesetzten Zellen (11, 12) mittels eines Fluids über eine Leitung (26, 27) oder eine von mehreren Leitungen (26, 27) umfasst.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160010078A1 (en) * 2013-03-12 2016-01-14 Hitachi, Ltd. Two-Dimensional Cell Array Device and Apparatus for Gene Quantification and Sequence Analysis

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8906700B2 (en) * 2007-11-06 2014-12-09 Ambergen, Inc. Methods and compositions for phototransfer

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160010078A1 (en) * 2013-03-12 2016-01-14 Hitachi, Ltd. Two-Dimensional Cell Array Device and Apparatus for Gene Quantification and Sequence Analysis

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DENG, Y. [u.a.]: An integrated microfluidic chip system for single-cell secretion profiling of rare circulating tumor cells. Sci. Rep. (2014) 4:7499, Druckseiten 1 bis 8 *
Kadem, L.F. et al., Rapid Reversible Photoswitching of Integrin-Mediated Adhesion at the Single-Cell Level. Adv. Mater. 28(9), 2016, 1799-1802, doi:10.1002/adma.20150
LIM, M. [u.a.]: Photocleavage-based affinity purification and printing of cell-free expressed proteins: application to proteome microarrays. Anal. Biochem. (2008) 383 (1) 103-15, Druckseiten 1 bis 27 *
WEGNER, S.V. [u.a.]: Photocleavable linker for the patterning of bioactive molecules. Sci. Rep. (2015) 5:18309, Druckseiten 1 bis 7 *

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