DE1648941B2

DE1648941B2 - Device for removing suspended particles

Info

Publication number: DE1648941B2
Application number: DE1648941A
Authority: DE
Inventors: Hans Heinrich Kuesnacht Zuerich Glaettli (Schweiz)
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1966-08-31
Filing date: 1967-08-04
Publication date: 1975-06-05
Also published as: US3508654A; CH441233A; JPS4821065B1; FR1529410A; GB1135510A; DE1648941A1

Description

a) R. C. Mellors and R. Silver: A microfluorometric scanner for the differential detection of cells: Application to exfoliative cytology. Science, Vol. 114 October 5, 1951, pp. 356 bis 360. b) R. C. Mellors J. F. Keane jr. and G. N. Papanicolaou: Nucleic acid content of the squamous cancer cell. Science Vol. 116, September 12, 1952, pp. 265 bis 269.a) R. C. Mellors and R. Silver: A microfluorometric scanner for the differential detection of cells: Application to exfoliative cytology. Science, Vol. 114 October 5, 1951, pp. 356 to 360. b) R. C. Mellors J. F. Keane Jr. and G. N. Papanicolaou: Nucleic acid content of the squamous cancer cell. Science Vol. 116, September 12, 1952, pp. 265-269.

In einer Einrichtung zur automatischen Untersuchung von Zellen auf Grund dieser Prinzipien kann man feststellen, ob in eingegebenen Zellproben überhaupt krebsverdächtige Zellen vorhanden sind. Falls solche festgestellt werden, sollten sie möglichst sofori ausgesondert werden, damit die genauere Untersu chung dann an einer konzentrierten Probe erfolgen kann.In a device for the automatic examination of cells on the basis of these principles can one can determine whether there are any cells suspected of being cancerous in the cell samples entered. If If such are found, they should be separated out as soon as possible so that a more detailed examination can be carried out can then be carried out on a concentrated sample.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der es möglich ist, auf Grund eines gegebenen Aussonderungssi-The present invention is based on the object of creating a device with which it is possible is, on the basis of a given disposal

nials eine definierbare, möglichst geringe, vorzugsweise nur das auszusondernde Partikel neben möglichst wenig anderer Materie enthaltende Suspensionsmenge in eine ähnlich der genannten älteren Erfindung vorgesehene Seitenbahn unter Anwendung möglichst geringer Seitenbeschleunigungskraft abzulenken.nials a definable, as low as possible, preferably only the particle to be separated out in addition to the amount of suspension containing as little other matter as possible in a side web provided similar to the earlier invention mentioned, using as little as possible Deflect lateral acceleration force.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet daß im Seitenkanal ein Saugkolben verschiebbar angeordnet i'-t- Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.The solution to this problem is characterized that a suction piston is arranged displaceably in the side channel i'-t- Advantageous embodiments are in the subclaims described.

Der Fortschritt einer solchen Vorrichtung gegenüber der genannten älteren Ausführung ist dadurch gegeben, daß bei Seitenbeschleunigung nur einer definierten Suspensionsmenge das auszusondernde Partikel möglichst leicht allein vom übrigen Suspensionsgut trennbar ist, wenn in vorteilhafter Weise nur das auszusondernde Partikel neben wenig anderer Suspensionsmaterie in den Seitenkanal hineinbewegt wird und sich dann im Seitenkanal vorzugsweise allein das eine ausgesonderte Partikel unter begrenzter Verwechslungs-•efahr mit anderen ähnlichen Partikeln und überdies sofort für Untersuchungen zugriffsbereit befindet.The progress of such a device compared to the older version mentioned is given by that with lateral acceleration only a defined amount of suspension the particle to be separated as possible can easily be separated from the rest of the suspension material alone, if only that which is to be separated is advantageous Particles in addition to little other suspension matter is moved into the side channel and is then preferably only the one separated particle in the side channel with limited risk of confusion with other similar particles and moreover immediately accessible for investigations.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand von Zeichnungen in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.In the following the invention is based on drawings explained in more detail in an exemplary embodiment.

Es zeigtIt shows

F i g. 1 das Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Aussondern einzelner ausgewählter Partikeln,F i g. 1 shows the block diagram of a device for Separation of individual selected particles,

F i g. 2 das Schnittbild eines Ausführungsbeispiels der mechanischen Teile einer Vorrichtung nach F i g. 1,F i g. FIG. 2 shows the sectional view of an exemplary embodiment of the mechanical parts of a device according to FIG. 1,

F i g. 3 die vergrößerte Darstellung der Trennvorrichtung für Partikel gemäß F i g. 2 mit weiteren Einzelheiten undF i g. 3 shows the enlarged illustration of the separating device for particles according to FIG. 2 with further details and

F i g. 4 den in F i g. 3 durch die Linien AA angedeuteten Schnitt durch die Trennvorrichtung.F i g. 4 the in F i g. 3 section through the separating device indicated by the lines AA.

In F i g. 1 ist eine Einrichtung gezeigt, mit deren Hilfe aus einer biologische Zellen enthaltenden Lösung solche Zellen ausgesondert werden können, die bestimmte Eigenschaften aufweisen. Dabei kann es sich z. B. darum handeln, krebsverdächtige Zellen aus einer Probe von Körperzellen, die in einer Flüssigkeit suspendiert wurden, zu eliminieren. Eine ähnliche Aufgabe ist die Absonderung bestimmter Blutkörperchen aus einer Blutprobe.In Fig. 1 shows a device with the help of which from a solution containing biological cells such Cells can be rejected that have certain properties. It can be, for. B. therefore act, suspect cancer cells from a sample of body cells suspended in a liquid were to be eliminated. A similar task is to secrete certain blood cells from one Blood sample.

Ganz allgemein könnte eine solche Aufgabe nicht nur zur Trennung biologischer Zellen, sondern anderer Partikeln mit bestimmten Eigenschaften von ähnlichen, zunächst mit diesen vermischten Partikeln dienen. Günstig ist, wenn die Abmessungen aller Partikeln etwa die gleiche Größenordnung haben. Dies stellt aber keine notwendige Bedingung für das Funktionieren der Trennvorrichtung dar.In general, such a task could be used to separate not only biological cells but others Particles with certain properties of similar, initially mixed with these particles are used. Cheap is when the dimensions of all particles are approximately the same order of magnitude. But this does not represent any necessary condition for the functioning of the separating device.

Für die folgende Beschreibung des Ausführungsbeispiels wird angenommen, daß es sich um eine Anlage zur Absonderung krebsverdächtiger Zellen handelt.For the following description of the exemplary embodiment it is believed to be a facility for secreting cells suspected of being cancerous.

Die zu untersuchenden Zellen durchlaufen nacheinander in einem Inspektionskanal eine Detektorvorrichtung, dann eine Trennvorrichtung, und fließen normalerweise mit der Flüssigkeit anschließend in einen Sammelbehälter. Wird jedoch in der Detektorvorrichtung eine erwünschte Zelle entdeckt, so entsteht ein Signal, auf Grund dessen in der Trennvorrichtung, welche der Gegenstand der Erfindung ist, eine Zelle abgesondert wird.The cells to be examined pass through a detector device one after the other in an inspection channel, then a separator, and then normally flow into one with the liquid Collection container. If, however, a desired cell is discovered in the detector device, one is produced Signal due to which in the separating device which is the subject of the invention, a cell is segregated will.

In den Vorratsbehälter 11 wird mit einer Lösung eine große Anzahl zu untersuchender Zellen eingebracht. Durch einen auf den Vorrat ausgeübten Druck wird die Lösung mit den Zellen veranlaßt, den Inspektionskanal 13 mit konstanter Geschwindigkeit zu durchströmen.In the reservoir 11 is a solution with a introduced a large number of cells to be examined. By applying pressure to the supply, the Solution with the cells causes the inspection channel 13 to flow through at a constant rate.

Durch einen Detektor, der aus einem Sender 17, z^B. einer Strahlungsquelle, und einem Empfänger 15 besteht, werden bestimmte Eigenschaften der Zellen festgestellt, wenn diese zwischen dem Sender und dem S Empfänger durchlaufen. Durch die Wahl des Querschnitts des Inspektionskanels 13 kann man dafür sorgen, daß die Zellen möglichst einzeln nacheinander die gestrichelte Wirkungslinie zwischen den beiden Detektorteilen durchlaufen.By a detector, which consists of a transmitter 17, z ^ B. a radiation source and a receiver 15, certain properties of the cells are determined when these are between the transmitter and the S pass through the recipient. By choosing the cross section of the inspection duct 13, one can ensure that the cells as possible individually one after the other, the dashed line of action between the two detector parts run through.

,o Meßbare Eigenschaften, in denen sich krebsverdachtige von gesunden Zellen unterscheiden, sind z. B. das Absorptionsvermögen für optische Strahlung bestimmter Wellenlängen, wie dies weiter oben schon kurz beschrieben wurde., o Measurable properties in which are suspected cancer differ from healthy cells are e.g. B. the absorption capacity for optical radiation certain Wavelengths, as was briefly described above.

,₅ Die im Detektorempfänger 15 auf Grund der Abtastung der Zellen entstehenden Signale werden in einem Verstärker 25 für die weitere Verarbeitung verstärkt und dann einer Einrichtung zur Informationsauswertung 27 zugeführt. Es kann nämlich sein, daß die Unterschiede in den Signalen, die einerseits von norma en und andererseits von krankheitsverdächtigen Zellen gewonnen werden, sich noch nicht genügend voneinander unterscheiden, um damit eine Trennvorrichtung eindeutig ansteuern zu können. Zum Beispiel ergeben große Zellen mit normalem Zellkern und kleine Zellen, die einen vergrößerten Anteil von Nukleinsäuren haben und damit krebsverdächtig sind, auf Grund der Absorptionsmessung fast gleiche Signale. Um eine eindeutige Trennung zu ermöglichen, muß also das Verhältnis zwischen der Menge an Nukleinsäure und der Grobe der gesamten Zelle berücksichtigt werden, was durch eine kombinierte Absorptions- und Streuungsmessung mit anschließender Auswertung möglich ist. ₅ The signals arising in the detector receiver 15 as a result of the scanning of the cells are amplified in an amplifier 25 for further processing and then fed to a device 27 for information evaluation. This is because it may be that the differences in the signals obtained on the one hand from norms and on the other hand from cells suspected of being disease do not yet differ sufficiently from one another to be able to clearly control a separating device. For example, large cells with a normal nucleus and small cells that have an increased proportion of nucleic acids and are therefore suspected of being cancerous give almost the same signals due to the absorption measurement. In order to enable an unambiguous separation, the ratio between the amount of nucleic acid and the size of the entire cell must be taken into account, which is possible through a combined absorption and scattering measurement with subsequent evaluation.

Eine solche Auswertung ist mit dem Block 27 ange-3S deutet. Die Ausgangsleitung liefert nur dann ein Signal, " wenn eine auszusondernde (krebsverdächtige) Zelle den Detektor gerade durchlaufen hat. Dieses Signal wird zur Ansteuerung der Trennvorrichtung benutzt, jedoch erst nach Durchlaufen einer VerzögerungsstufeSuch an evaluation is started with block 27 indicates. The output line only supplies a signal "when a cell to be rejected (suspected of being cancerous) has just passed through the detector. This signal is used to control the separating device, but only after a delay stage has been passed

Eine Verzögerung ist deshalb notwendig, weil die Zellen eine endliche Zeit benötigen, um mit der Losung von der Detektorstelle bis zur Trennstelle zu strömen, d h. um die Strecke D zu durchlaufen. Von der Laufzeit, 4S die für die Strecke D benötigt wird, muß noch die An-' Sprechzeit für die Trennvorrichtung subtrahiert werden um die erforderliche Verzögerungszeit zu erhalten. Falls in verschiedenen Untersuchungen mit unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten gearbeitet werden soll, muß die Verzögerungsvorrichtung aut unterschiedliche Verzögerungszeiten eingestellt werdenA delay is necessary because the cells need a finite time to flow with the solution from the detector point to the separation point, i.e. to go through the distance D. The response time for the isolating device must still be subtracted from the running time, 4S, which is required for the distance D in order to obtain the required delay time. If different flow velocities are to be used in different investigations, the delay device must be set to different delay times

können. ,.can. ,.

In der eigentlichen Trennvorrichtung 19, die anschließend noch ausführlicher beschrieben wird, ver-55 zweigt sich der Inspektionskanal 13 in zwei getrennte Kanäle. Solange keine Entnahme ausgewählter Ze Her erfolgt, strömt die Lösung weiter in einen Sammelbe· hälter 23 Sobald aber eine der auszusondernden Zeller den Verzweigungspunkt in der Trennvorrichtung er 60 reicht, bewirkt das gleichzeitig vom Detektor über du Verzögerungsvorrichtung eintreffende Signal, daß die se 7elle in den seitlich abzweigenden Kanal abgesaug wird so daß schließlich die ausgesonderten Zellen al Extrakt aus der ursprünglich vorhandenen Untersu os chungssuspension angesammelt werden, wie das durc den Block 21 schemaüsch angedeutet ist.In the actual separating device 19, which subsequently will be described in more detail, the inspection channel 13 branches into two separate ones Channels. As long as no selected cells are removed, the solution continues to flow into a collecting basin. container 23 But as soon as one of the cells to be separated he reaches the branching point in the separating device 60 is enough, the signal arriving at the same time from the detector via the delay device causes the se 7elle is sucked into the laterally branching canal is so that finally the secreted cells al extract from the originally existing examination solution suspension are accumulated, as the byc the block 21 is indicated schematically.

Prinzipiell ist es auch möglich, mehrere solche Trennvorrichtungen in einer einzigen Untersuchung;In principle it is also possible to have several such separation devices in a single examination;

einrichtung vorzusehen, und diese Trennvorrichtungen durch unterschiedliche Detektorsignale anzusteuern, so daß in einem Arbeitsgang an mehreren Stellen Zellen mit jeweils anderen Eigenschaften abgesondert werden können. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedoch nur eine Trennvorrichtung vorgesehen. Eine genauere Beschreibung der Einrichtung, die als Ausführungsbeispiel ausgewählt wurde, erfolgt nun an Hand der F i g. 2 bis 4.device to be provided, and to control these separating devices by different detector signals, see above that cells with different properties are secreted at several points in one operation can. In the present embodiment, however, only one separating device is provided. A more accurate one Description of the device, which was selected as an exemplary embodiment, is now based on hand the F i g. 2 to 4.

In F i g. 2 ist links ein Vorratsbehälter 31 dargestellt, der ähnlich einer Injektionsspritze aufgebaut ist. Der Behälter hat eine Spitze 33, die mit dem Block 41, durch den ein Kanal führt, fest verbunden werden kann, z. B. durch ein Gewinde, so daß zwischen dem Hohlraum 39 des Behälters und dem durch den Block 41 führenden Kanal eine flüssigkeitsdichte Verbindung entsteht.In Fig. 2, a storage container 31 is shown on the left, which is constructed similar to a hypodermic syringe. The container has a tip 33 that connects to the block 41 through which a channel leads, can be firmly connected, e.g. B. by a thread, so that between the cavity 39 of the container and the channel leading through the block 41 creates a liquid-tight connection.

In dem Behälter 31 ist ein Kolben 35 mit einer Kolbenstange 37 verschiebbar angeordnet. Wird die Spitze 33 des Behälters in die zu untersuchende Probe (Zellsuspension) getaucht, so k;ann durch Zurückziehen des Kolbens 35 der Hohlraum 39 mit der Lösung angefüllt werden. Danach wird die Spitze 33 mit dem Block 41 verbunden.A piston 35 with a piston rod 37 is slidably disposed in the container 31. Will be the top 33 of the container is immersed in the sample to be examined (cell suspension), so that by withdrawing the Piston 35 the cavity 39 is filled with the solution. Then the tip 33 is connected to the block 41 tied together.

Durch einen nicht dargestellten Antrieb wird dann die Kolbenstange 37 mit konstanter Geschwindigkeit in Pfeilrichtung vorgeschoben, so daß die im Raum 39 vorhandene Zellsuspensio'ti durch den Block 41 in den Kanal 47 der Trennvorrichtung 43 strömt. Der Kanal 47 geht durch Querschnittverminderung über in den eigentlichen Inspektionskanal 49. Dieser Inspektionskanal sollte einen Querschnitt aufweisen, der nicht allzugroß ist im Vergleich zum Querschnitt der zu untersuchenden Zellen; man kann z. B. für die lichte Weite etwa 0,1 mm vorsehen. Dadurch wird erreicht, daß die Zellen den Inspektionskanal einzeln nacheinander durchlaufen. Die Stelle, an der die Messung der Zelleigenschaften durch den Detektor erfolgt, ist durch einen gestrichelten Kreis 51 angedeutet Die Verzweigung des Inspektionskanals, an der die Entnahme der auszusondernden Zellen erfolgt, ist mit 53 bezeichnet.The piston rod 37 is then moved at a constant speed in Advance arrow direction so that the existing in space 39 Zellsuspensio'ti through the block 41 in the Channel 47 of the separating device 43 flows. The channel 47 merges with the reduction in cross section actual inspection channel 49. This inspection channel should have a cross section that is not too large is compared to the cross section of the cells to be examined; you can z. B. for the clear width Allow about 0.1 mm. This ensures that the cells pass through the inspection channel one after the other run through. The point at which the cell properties are measured by the detector is through a Dashed circle 51 indicated The branching of the inspection channel, at which the removal of the items to be sorted out Cells is indicated by 53.

An dieser Stelle 53 geht der Inspektionskanal in einen Diffusor 55 über, d h. in einen Kanal mit gleichmäßig zunehmendem Querschnitt. Durch den Diffusor wird erreicht, daß der Druck an der Verzweigung 53 ungefähr dem atmosphärischen Druck entspricht.At this point 53 the inspection channel merges into a diffuser 55, i. E. in a channel with evenly increasing cross-section. The diffuser ensures that the pressure at the branch 53 corresponds approximately to atmospheric pressure.

Bei der Verzweigung 53, an welcher der Inspektionskanal in den Diffusor übergeht, beginnt außerdem ein Seitenkanal 57, der mit dem Inspektionskanal einen Winkel von etwa 45° bildet. In diesen Seitenkanal, der im folgenden Extraktionskanal genannt wird, werden die abzusondernden Zellen, die bei 51 vom Detektor ermittelt wurden, aus der durch die Verzweigung 53 strömenden Suspension durch eine Saugpumpenvorrichtung entnommen.A also begins at junction 53, at which the inspection channel merges into the diffuser Side channel 57, which forms an angle of approximately 45 ° with the inspection channel. In this side channel, the hereinafter referred to as the extraction channel, the cells to be secreted are collected at 51 by the detector were determined from the suspension flowing through branch 53 by a suction pump device taken.

Das geschieht auf folgende Weise: Wenn eine auszusondernde Zelle den Weg D durchlaufen hat, wird ein Impuls auf einen Schrittmotor 67 gegeben. Dessen Bewegung wird über eine Aufwickelrolle 65 auf einen Draht 63 übertragen, der einen Saugkolben 59, welcher den Querschnitt des Extraktionskanals 57 ausfüllt um eine bestimmte Distanz zurückzieht Dadurch entsteht am Eingang des Extraktionskanals ein Unterdruck, durch den die gerade bei der Verzweigung 53 befindliche Zelle veranlaßt wird, in den Extraktionskanal einzutreten. Der Mündungsteil des Extraktionskanals sollte einen etwa gleichen oder ein wenig größeren Querschnitt haben als der Inspektionskanal.This is done in the following way: When a cell to be rejected has traversed path D , a pulse is sent to a stepping motor 67. Its movement is transmitted via a winding roller 65 to a wire 63, which pulls a suction piston 59, which fills the cross-section of the extraction channel 57, back a certain distance will enter the extraction channel. The mouth part of the extraction channel should have a cross-section that is approximately the same or a little larger than the inspection channel.

Prinzipiell ist es möglich, dem Teil des Extraktionskanals, in dem sich der Saugkolben bewegt, einen größeren Querschnitt zu geben als seinem Mündungsteil unmittelbar bei der Verzweigung 53. Auf diese Weise erhält der Extraktionskanal bei gleicher Länge ein größeres Volumen.In principle, it is possible to use a larger part of the extraction channel in which the suction piston moves To give cross-section as its mouth part immediately at junction 53. In this way the extraction channel receives a larger volume with the same length.

Jedoch sollte der Querschnitt des Saugpumpenteils möglichst nicht mehr als dreimal so groß sein wie der Querschnitt an der Mündung. Querschnittsänderungen im Extraktionskanal müssen auf jeden Fall gleichmäßig sein und dürfen keine Kanten aufweisen. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist jedoch angenommen, daß der Querschnitt des Extraktionskanals 57 über seine Länge konstant ist, was strömungstechnisch die günstigste Lösung darstellt.However, the cross section of the suction pump part should not be more than three times as large as possible Cross section at the mouth. Changes in cross-section in the extraction channel must be uniform in any case and must not have any edges. In the exemplary embodiment described here, however, it is assumed that the cross section of the extraction channel 57 is constant over its length, which is fluid represents the cheapest solution.

Um eine für das Arbeiten der Vorrichtung optimale Druckverteilung zu erhalten, sollte im Inspektionskanal 49 eine Reynoldszahl von etwa 100 eingehalten werden. In order to obtain an optimal pressure distribution for the operation of the device, should be in the inspection channel 49 a Reynolds number of about 100 can be observed.

Eine eventuell vorhandene Ansprechzeit der Vorrichtung, d. h. ein Zeitintervall zwischen Impulsgabe an den Schrittmotor und Einsaugen einer Zelle, muß natürlich entsprechend berücksichtigt werden, wie weiter oben schon angedeutet wurde.Any response time of the device, d. H. a time interval between impulses the stepper motor and suction of a cell, of course, must be taken into account accordingly, as further has already been indicated above.

Die Schrittweite des Kolbens sollte so groß sein, daß die Flüssigkeit an der Mündung des Exiraktionskanals um mindestens zwei bis drei Durchmesser verschoben wird, damit eine einmal angesaugte Zelle nicht durch Sekundärströmungen anschließend wieder aus dem Extraktionskanal entnommen wird.The step size of the piston should be so large that the liquid at the mouth of the extraction canal is shifted by at least two to three diameters so that a cell that has been sucked in does not pass through Secondary flows are then removed again from the extraction channel.

Falls wegen einer zu großen Konzentration von Zellen im Inspektionskanal auch unerwünschte Zellen mit in den Extraktionskanal gelangen, so können sie in einem zweiten Durchlauf des zunächst erhaltenen Extrakts, dem zur Verdünnung noch weitere Flüssigkeit zugegeben wurde, eliminiert werden.If, because of too high a concentration of cells in the inspection channel, unwanted cells are also included get into the extraction channel, they can in a second pass of the extract initially obtained, to which further liquid was added for dilution, can be eliminated.

Bei der Verzweigung 53 mündet gegenüber dem Inspektionskanal 57 ein weiter Kanal 69, in dessen totem Ende 71 sich eine Gasblase (z. B. Luft) befindet. Hierdurch wird die Länge der Flüssigkeitssäule, die beim Extraktionsvorgang beschleunigt werden muß, erheblich verringert Dadurch werden Kavitationseffekte verhindert weiche die Ansprechzeit vergrößern und eventuell sogar eine Zerstörung der abzusondernden Zellen bewirken können. Die lichte Weite dieses zusätzlichen Kanals sollte vergleichbar mit der lichten Weite des Inspektionskanals und der des Extraktionskanals sein. At the junction 53, opposite the inspection channel 57, another channel 69 opens into the bottom of the channel At the end of 71 there is a gas bubble (e.g. air). Through this the length of the liquid column, which must be accelerated in the extraction process, becomes considerable This prevents cavitation effects and increases the response time possibly even destroy the cells to be secreted. The clear width of this additional The channel should be comparable to the clear width of the inspection channel and that of the extraction channel.

Um die abgesonderten Zellen aus der VorrichtungTo remove the secreted cells from the device

entnehmen zu können, ist an dem Block 43 eine abnehmbare Saugkolben-Pumpe 61 vorgesehen. Die Saugkolben-Pumpe hat eine zentrale Bohrung, die eine Fortsetzung des Extraktionskanals darstellt. Diese Boh rung, und damit der Saugkolben 59, haben im Ausfüh rungsbeispiel gleichen Querschnitt wie der Anfang de; Extraktionskanals 57. Sie könnten jedoch, wie ober schon angedeutet einen zwei- bis dreimal größerei Querschnitt haben, was aber einen sorgfältig bearbeite ten Querschnittsübergang voraussetzt Die abnehmba re Saugkolben-Pumpe 61 ist in F i g. 3 etwas genaue dargestelltcan be seen, a removable suction piston pump 61 is provided on the block 43. the Suction piston pump has a central bore that is a continuation of the extraction channel. This boh tion, and thus the suction piston 59, have approximately the same cross-section as the beginning of the de; Extraction channel 57. However, as already indicated above, they could be two to three times larger Have a cross-section, but this requires a carefully edited cross-section transition The right suction piston pump 61 is shown in FIG. 3 shown somewhat more precisely

Das vordere Stück 79 der Saugkolben-Pumpe ist ii eine Bohrung 81 des Blocks 43 eingepaßt. Durch einei konischen Schliff 83 an beiden Teilen ist dafür gesorg daß sich der Extraktionskanal 57 an der Verbindung« stelle ohne Unebenheiten oder Querschnittsverände rungen fortsetz.t Mit einer Überwurfmutter 87, die sie an einen Flansch 85 der Saugkolben-Pumpe 61 anlcg kann diese durch ein Gewinde 89 an dem Block 43 bcThe front piece 79 of the suction piston pump is fitted into a bore 81 of the block 43. By some i conical cut 83 on both parts ensures that the extraction channel 57 is at the connection « continue without unevenness or changes in cross-section. With a union nut 87 that you on a flange 85 of the suction piston pump 61 can this through a thread 89 on the block 43 bc

festigt werden.to be consolidated.

Durch eine optische oder mechanische Abtastvorrichtung kann selbsttätig festgestellt werden, wann der Saugkolben 59 nach einer Reihe von Zeil-Extraktionen bis zum Ende der Saugkolben-Pumpe 61 zurückgezogen und damit der gesamte Extraktionskanal 57 gefüllt ist. Da solche Abtastvorrichtungen bekannt sind, wurde auf eine Darstellung im Rahmen dieses Ausführungsbeispiels verzichtet. An optical or mechanical scanning device can automatically determine when the Suction piston 59 withdrawn to the end of suction piston pump 61 after a series of cell extractions and thus the entire extraction channel 57 is filled. As such scanning devices are known, it has been a representation in the context of this exemplary embodiment is dispensed with.

Wird die Endstellung des Kolbens festgestellt, so muß durch ein entsprechendes Signal der Antrieb, welcher auf den Kolben 35 des Vorratsbehälters wirkt, abgestellt und damit der Untersuchungsvorgang unterbrochen werden. Jetzt kann die Saugkolben-Pumpe 61 von der Trennvorrichtung abgenommen werden. Bei Verwendung einer geeigneten Kupplung kann auch die Verbindung zwischen Zugdraht 63 und Aufwickelrolle 65 gelöst werden. Durch Vorwärtsstoßen des Drahtes 63 und damit des Kolbens 59 können dann die angesammelten extrahierten Zellen aus dem Extraktionskanal ausgestoßen und auf eine Glasplatte (Objektträger) zur weiteren Untersuchung aufgebracht werden.If the end position of the piston is determined, a corresponding signal must be sent to the drive, which acts on the piston 35 of the storage container, turned off and thus interrupted the examination process will. Now the suction piston pump 61 can be removed from the separating device. at A suitable coupling can also be used to connect the pull wire 63 and the take-up roll 65 can be solved. By pushing the wire 63 and thus the piston 59 forward, the accumulated extracted cells ejected from the extraction channel and placed on a glass plate (microscope slide) be applied for further investigation.

Natürlich könnte eine beliebige andere Einrichtung vorgesehen werden, um die durch die Trennvorrichtung abgesonderten Zellen aus der Einrichtung zu entnehmen. Bedingung ist nur, daß Gaseinschlüsse strikte vermieden werden, was dann am leichtesten erreicht wird, wenn der bei der Verzweigung 53 beginnende Extraktionskanal über seine gesamte Länge möglichst den gleichen Querschnitt aufweist.Of course, any other means could be provided to prevent the disconnection device to remove secreted cells from the facility. The only condition is that gas inclusions are strict can be avoided, which is most easily achieved when the extraction channel beginning at branch 53 has the same cross-section as possible over its entire length.

Damit der am Ende des Inspektionskanals, d. h. an der Verzweigung 53 beginnende Diffusor 55 die gewünschte Wirkung hat, muß er stets ganz mit Flüssigkeit gefüllt sein. Wie dies erreicht werden kann, zeigt die F i g. 4. dit den in F i g. 3 durch die Achse AA angedeuteten Schnitt durch die Trennvorrichtung darstellt. Es ist hier angenommen, daß die obere und die untere Begrenzungsfläche des Diffusors eine etwa dreieckige Form haben und parallel zueinander verlaufen, während die senkrecht dazu liegenden Seitenflächen schmale Streifen sind, die bei der Verzweigung 53 beginnen und einen bestimmten Winkel (z. B. 24°) miteinander bilden.So that the diffuser 55 beginning at the end of the inspection channel, ie at the branch 53, has the desired effect, it must always be completely filled with liquid. How this can be achieved is shown in FIG. 4. dit the in F i g. 3 shows the section through the separating device indicated by the axis AA. It is assumed here that the upper and lower boundary surfaces of the diffuser have an approximately triangular shape and run parallel to one another, while the side surfaces perpendicular to them are narrow strips that begin at branch 53 and form a certain angle (e.g. 24 °) together.

Ein solcher Diffusor hat also etwa keilförmige Gestalt und läßt sich durch Ausfräsen gut herstellen, wenn der Block 43 mit der Trennvorrichtung aus mehreren parallelen Kunststoffschichten aufgebaut wird.Such a diffuser thus has an approximately wedge-shaped shape and can be easily manufactured by milling, if the block 43 with the separating device is built up from several parallel plastic layers.

An den Block 43 schließt sich ein Überlaufbehälter 45 mit einem Hohlraum 73 an. Dieser Hohlraum steht mit dem Diffusor in Verbindung und muß immer se weit mit Flüssigkeit 91 gefüllt sein, daß der Diffusorausgang bedeckt bleibt.An overflow container 45 with a cavity 73 adjoins the block 43. This cavity stands with the diffuser in connection and must always be filled with liquid 91 so far that the diffuser outlet remains covered.

An der Wandung des Behälters 45 ist eine Überlauf öffnung 75 vorgesehen, damit die aus der Trennvorrich tung zufließende Suspension den Hohlraum 73 wiedei verlassen kann. In F i g. 2 ist im Anschluß an den Behäl ter 45 ein Sammelgefäß 77 gezeigt, in das die Suspen sion durch den Überlauf 75 fließen kann. Das Sammel gefäß 77 kann von beliebiger Form und Größe sein unc sollte sich zum Ausleeren abnehmen lassen.An overflow opening 75 is provided on the wall of the container 45 so that the from the separating device The inflowing suspension can leave the cavity 73 again. In Fig. 2 is following the Behäl ter 45 shows a collecting vessel 77 into which the suspen sion can flow through the overflow 75. The collecting vessel 77 can be of any shape and size unc should be removable for emptying.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 509 523/2 For this purpose 3 sheets of drawings 509 523/2

~ f ~ f

Claims

Palent claims: ^

1. Device for separating individual selected particles from a large number of similar in a liquid of suspended particles, with means for deflecting selected particles containing liquid droplets in a branching off from the main channel through which the suspension flows Side channel, characterized in that a suction piston in the side channel (57) (59) is arranged displaceably.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the side channel (57) with the main channel (49) forms an angle of about 45 °.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that part of the side channel (57) is designed together with the suction piston (59) as a removable suction piston pump (61).

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that that the cross section of the side canal (57) in the suction piston pump (61) is greater than his Cross section at the mouth (53) in the main channel (49).

5. Apparatus according to claim 1 or 3, characterized in that the side channel (57) via its entire length has a constant cross-section.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the suction piston (59) is connected by connecting members (63, 65) with a step drive (67) that it is in single steps fixed length can be moved away from the main channel (49).

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that that the step length of the suction piston (59) $ 0 is large, that with each piston step one Displacement of the liquid in the mouth part of the side channel (57) results in at least double that the clear width of the side channel (57) in the mouth part.

8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the main channel (49) ftn the point (53) where the side channel (57) begins, in a diffuser (55) with the same axis as the Main channel (49) passes.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the diffuser (55) has the shape of a wedge has, the two parallel side surfaces of which have a distance from one another which is the order of magnitude the height of the main channel (49), and its two side surfaces which run obliquely to one another form an angle between 20 and 30 ° with each other.

10. Apparatus according to claim 8, characterized in that the diffuser (55) in an overflow vessel (45, 73) opens, the overflow opening (75) of which is higher than the highest point of the outlet opening of the diffuser (55).

11. Device according to one of claims 1 to 10, characterized in that at the point (53) of the main channel (49) where the side channel (57) begins, but on the opposite side of the main channel, a secondary channel (69) opens, which is tightly sealed at its other end (71) and contains a gas bubble. ^fi 5

The invention relates to a device for separating out individual selected particles from a plurality similar particles suspended in a liquid, selected with means for deflection Liquid droplets containing particles into a main channel through which the suspension flows branching side channel.

In medicine it is often necessary to take cell samples or to examine other particles contained in liquids. to detect diseases and diagnose or to study physiological processes in more detail.

In many cases only a small part of the existing Sample is significant material. This means that prior to detailed examination, e.g. B. under the Microscope by a pathologist, a secretion of the really interesting particles, for example Cells, must be made up of a large number of other particles. This work is sometimes a lot time consuming and must also be carried out by trained specialists.

In the German patent specification 15 98 634 an arrangement for the separation of certain is already Properties having particles from a liquid medium have been proposed. This arrangement is intended to be used in particular for the removal of certain cells from a biological fluid According to this patent, on a path that flows through the medium with separation of the particles, be arranged responsive to a certain particle property sensing means with ejector which droplets containing the particles detected by the scanning means of the medium each in separate paths.

Such a separation is particularly interesting for extensive series examinations. For example there is in certain cancers prospect of a cure if symptoms of the disease at a very early stage Stage can be recognized, which can be achieved through regular examinations.

Cancer cells generally have different optical properties than healthy cells because they are in their Core contain a larger proportion of nucleic acids. This increases the absorption for light radiation a certain wavelength so that suspect cancer cells by spectrophotometric Have measurements determined.

The following articles have been published about this phenomenon: