DE19953424A1

DE19953424A1 - Verfahren und Anordnung zur Züchtung, Charakterisierung und Vereinzelung von multizellulären Sphäroiden

Info

Publication number: DE19953424A1
Application number: DE1999153424
Authority: DE
Inventors: Uwe Pliquett; Fritz Pliquett
Original assignee: Universitaet Leipzig
Current assignee: Universitaet Leipzig
Priority date: 1999-11-06
Filing date: 1999-11-06
Publication date: 2001-05-17
Anticipated expiration: 2019-11-07
Also published as: DE19953424B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung, um Sphäroide automatisch mit einer für Routineuntersuchungen adäquaten Homogenität herzustellen. Dazu werden die Sphäroide einzeln charakterisiert und anschließend vereinzelt. Die Anwendungen liegen hauptsächlich im Pharmascreening und in der Tumorforschung. DOLLAR A Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Zucht von Sphäroiden zu automatisieren und hierbei nach Selektion homogenes Material für den routinemäßigen Einsatz zu gewinnen. DOLLAR A Das Verfahren zur Züchtung, Charakterisierung und Vereinzelung von multizellulären Sphäroiden ist dadurch gekennzeichnet, daß die Sphäroide in einem Zuchtreaktor in einen gesteuerten Strom des Kulturmediums gezogen werden, der hinsichtlich seiner Parameter so eingestellt ist, daß die gravitationsbedingten Bewegungen der Sphäroide einer bestimmten, an sich aber beliebigen Dichte und Größe kompensiert werden und die Sphäroide unter Nutzung eines Druckgefälles an dieser Stelle dem Zuchtreaktor entnommen werden, um sie anschließend zu vereinzeln und definiert abzulegen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung, um Sphäroide automatisch mit einer für Routineuntersuchungen adäquaten Homogenität herzustellen. Dazu werden die Sphäroide einzeln charakterisiert und anschließend vereinzelt. Die Anwendungen liegen hauptsächlich im Pharmascreening und in der Tumorforschung.

Sphäroide lassen sich aus verschiedenen Zellen herstellen. Sie eignen sich beispiels weise zur Untersuchung der Wechselwirkungen von lebender Materie mit Pharmaka oder Strahlen oder aber zur biotechnologischen Herstellung von Substanzen, wofür Einzelzellen der fehlenden Zell-Zell-Wechselwirkungen wegen nicht ausreichend sind. Der wesentliche Nachteil, der eine routinemäßige Anwendung bisher verhindert hat, ist die komplizierte Handhabbarkeit dieser Objekte. Üblicherweise werden sie aufwendig in mehreren Schritten in Rührkulturen hergestellt und einzeln mit Pipetten in spezielle Meßapparaturen zur weiteren Untersuchung lanciert (Hülser, D.: Intercellular communicatin in three. dimensional culture. In: R. Bjerkvig (Ed.): Spherooid culture in cancer research. CRC Press, Boca Raton, Ann Arbor, London, 1998; Kuntz- Schunghard, L. A., Kreutz, M., Kuechel, R.: Multicellular spheroids. A three dimensional in vitro culture systeme to study tumor biology. Int. J. expt. Path. 79 (1998) 1-23). Derartige Verfahren setzen erfahrenes Personal voraus. Die so hergestellten und selektierten Sphäroide sind aufgrund des hohen Arbeitsaufwandes und der geringen Ausbeute teuer, womit die an sich wünschenswerte routinemäßiger Verwendung stark begrenzt ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Zucht von Sphäroiden zu automatisieren und hierbei nach Selektion homogenes Material für den routinemäßigen Einsatz zu gewinnen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch das im Anspruch 1 dargestellte Verfahren und die in Anspruch 20 beschriebene Anordnung gelöst. Das Verfahren wird in den Ansprüchen 1 bis 19 und die Anordnung in den Ansprüchen 20 bis 32 vorteilhaft ausgestaltet.

Das wesentliche Merkmal des Verfahrens besteht darin, daß die Zellen in einem gesteuerten Strom des Kulturmediums gezogen werden, der so eingestellt ist, daß gravitations- oder zentrifugalkraftbedingte Bewegungen der Sphäroide mit der gewünschten Dichte und Größe kompensiert werden. Hierdurch ist eine gute Vorauslese der Sphäroide möglich. Mit Hilfe einer geringen Druckdifferenz, beispiels weise eines Unterdrucks, wird das Medium in der interessierenden Schicht abgesaugt und durch eine Lichtschranke das Einfangen einzelner Sphäroide überwacht. Der Sphäroid bewegt sich durch die Kapillare und wird durch verschiedene Sensoren nach Größe, Dichte, Vitalität und Oberflächenladung vermessen. Das Ende der Kapillare ist als Pipette ausgezogen, an der sich Tropfen bilden. Die Vereinzelung erfolgt nach vorheriger Charakterisierung nach physiko-chemischen und Vitalitätsparametern. Gesteuert durch eine Lichtschranke wird der Tropfen bei Erreichen einer bestimmten Größe vorzugsweise durch einen Piezosteller abgestoßen. Enthält der Tropfen ein Sphäroid, so sind dessen Eigenschaften durch die vorhergehenden Messungen bekannt. Im Falle, daß dieser Sphäroid zur weiteren Verarbeitung geeignet ist, wird der Tropfen elektrisch geladen und durch das Passieren eines elektrischen Feldes die Fallrichtung so beeinflußt, daß der Tropfen in einem Behältnis, beispielsweise einer Mikrocavität, landet. Durch Sensoren in oder an den Mikrocavitäten wird das erfolgreiche Beladen mit Sphäroiden überwacht.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Anordnung haben den Vorteil daß die sortierten Sphäroide definierte Eigenschaften haben und automatisch mit einem Minimum an Arbeitsaufwand hergestellt werden können.

Im folgenden wird das Verfahren und die Anordnung in Ausführungsbeispielen erläutert.

Ausführungsbeispiel 1

Die Sphäroide werden in dem Zuchtreaktor kultiviert, der mit Zellen aus einer primären Monoschichtkulturin Petrischalen beimpft wird. Zur Ver- und Entsorgung der Sphäroide während des Wachstumsvorganges wird der Zuchtreaktor von frischem Kulturmedium durchströmt. Durch Autoklavieren wird die Keimfreiheit des Kulturmediums sicher gestellt. Nach Abschluß der Wachstumsphase werden die Sphäroide in dem Zuchtreaktor in einen gesteuerten Strom des Kulturmediums gezogen, der hinsichtlich seiner Parameter so eingestellt ist, daß die Sedimentation der Sphäroide einer bestimmten, an sich aber beliebigen Dichte und Größe kompensiert wird. Unter Nutzung eines Druckgefälles werden die Sphäroide an dieser Stelle dem Zuchtreaktor entnommen, um sie anschließend zu vereinzeln und definiert abzulegen.

Für einen diese Merkmalen genügenden Zuchtrektor kommen verschiedene Reaktortypen infrage. Verwendet werden kann

- ein mehrschichtiger Rührreaktor, dessen Rührgeschwindigkeiten so eingestellt sind, daß sich Sphäroide entsprechend ihrer Größe und Dichte in Schichten sammeln,
- ein senkrechter Flußreaktor, dessen Medienstrom so eingestellt ist, daß sich Sphäroide entsprechend ihrer Größe und Dichte in Schichten sammeln,
- ein Reaktorgefäß in dem Sphäroide, die auf magnetischen Trägern wachsen, durch magnetische Felder in einem bestimmten Raum fixiert bzw. bewegt werden.
- ein Reaktorgefäß in dem durch Dielektrophorese die Gravitation kompensiert wird, und somit die Sphäroide in einer Schicht fixiert werden. Dazu wird im Reaktor ein hochfrequentes inhomogenes Wechselfeld erzeugt.

Die Entnahme der Sphäroide erfolgt über eine Kapillare, bei deren Durchlaufen die Sphäroide durch Sensoren hinsichtlich ihrer Eigenschaften, wie Größe, Dichte, Vitalität und Oberflächenladung, charakterisiert werden, um die Sphäroide nach dem Austritt aus der Kapillare entsprechend ihrer Eigenschaften zu vereinzeln und definiert abzulegen. Die derart vereinzelten und in einem Behältnis abgelegten Sphäroide können dann nach Vorhandensein gescreent werden, das Resultat protokolliert und auf dieser Grundlage die Vermarktungsunterlagen erstellt werden. Die gut/schlecht- Entscheidung kann durch die Anwendung von Fuzzi-Logik getroffen werden. Bei der Ablage der vereinzelten Sphäroide in Mikrocavitäten sind diese in einer Matrix auf einem Tray angeordnet. Die Sphäroide werden dann beispielsweise durch Kryobe handlung bis zum Einsatz konserviert.

Ausführungsbeispiel 2

Eine Anordnung zur Züchtung, Charakterisierung und Vereinzelung von multizellulären Sphäroiden unter Verwendung eines Flußreaktors ist in der Abb. 1a dargestellt, wobei die Abb. 2 die dem Flußreaktor nachfolgende Anordnung zeigt. Der Flußreaktor besteht aus dem Reaktorgefäß 1 mit dem im Boden mittig angeordneten Einlaßstutzen 2 für das Kulturmedium und dem im oberen Bereich seitlich an geordneten Auslaßstutzen 3, der über das Ventil 4 verschließbar ist. Zwischen dem Einlaßstutzen 2 und dem Auslaßstutzen 3 sind zwei Siebe 5 und 6 so angeordnet, daß sie das Reaktorgefäß 1 in drei Bereiche unterteilen. In dem mittleren, zwischen den Sieben 5 und 6 sich bildenden Bereich zur Aufzucht der Sphäroide ist ein weiterer, mit dem Ventil 8 abgesperrter Stutzen 7 angeordnet, der mit der Kapillare 9 verbunden ist. Im Bereich der Kapillare 9 sind verschiedene Meßanordnungen installiert, mit denen die Parameter der sich durch die Kapillare 9 bewegenden Sphäroide bestimmt werden.

Die Sphäroide werden in dem als Flußreaktor betriebenen Reaktorgefäß 1 kultiviert. Die Beimpfung des Reaktors 1 mit Zellen erfolgt aus einer primären Monoschichtkultur in Petrischalen. Diese Zellen werden durch Trypsin vereinzelt und im Reaktor 1 zu Sphäroiden gezüchtet. Zur Ver- und Entsorgung der Sphäroide während des Wachstumsvorganges ist Ventil 8 geschlossen und frisches Kulturmedium durchströmt den Reaktor 1 vom Einlaßstutzen 2 zum Auslaßstutzen 3. Die Sphäroide befinden sich dabei im Raum zwischen den beiden Sieben 5 und 6. Durch kontinuierliches Autoklavieren wird die Keimfreiheit des einströmenden Kulturmediums sichergestellt. Die Flußgeschwindigkeit im Reaktor 1 entspricht der Sedimentationsgeschwindigkeit von Sphäroiden bestimmter Größe und Dichte. Durch die Kapillare 9 mit einer konischen Öffnung werden die Sphäroide dieser Schicht durch einen Überdruck durch das Ventil 8 in die Kapillare 9 gedrückt. Das Ventil 4 am Auslaßstutzen 3 ist dabei geschlossen. Im weiteren durchlaufen die Sphäroide entlang der Kapillare 9 verschiedene Sensoren, wie eine zweidimensionale Lichtschranke 10, einen Ultraschallimpedanzsensor 11 und ein Impedanzmeßsystem 12. Die elektrische Impedanz wird in dem Moment gemessen, wenn der Sphäroid die Düse 13 passiert. Aus der zeitlichen Änderung des Impedanzsignals können weitere Größen, wie z. B. die Vitalität oder die Packungsdichte, abgeleitet werden. Am Ende der Kapillare 9 befindet sich die Düse 14, verbunden mit dem Piezostellglied 15. Dieses ist mit einem Computer 16 verbunden, um, gesteuert durch die Lichtschranke 17 einen Tropfen 18 bestimmter Größe zu erzeugen. Die Frequenz der Tropfen 18 wird als Signal verwendet, um den Überdruck im Reaktorgefäß 1 so zu regeln, daß die Flußgeschwindigkeit in der Kapillare 9 immer konstant ist. Die zum Piezostellglied 15 gehörende Elektrode an der Düse 14 ist mit einem Hochspannungsschalter verbunden, der diese positiv lädt. Wenn sich in dem noch nicht gelösten Tropfen 18 kein Sphäroid befindet, wird die rechte Ablenkplatte 19b negativ und die andere Platte 19a positiv geladen. Somit fällt der Tropfen nach rechts (Richtung A). Befindet sich ein noch nicht ausgewachsener Sphäroid im Tropfen 18, werden die Ablenkplatten 19 umgeladen, so daß der Tropfen 18 in Richtung C fällt und gegebenenfalls dem Reaktorgefäß 1 wieder zugeführt werden kann. Befindet sich in dem Tropfen 18 ein Sphäroid, welcher den vorgegebenen Parametern entspricht, werden die Ablenkplatten 19 entladen, wodurch der Tropfen 18 mit dem Sphäroid ohne eine Richtungsänderung (Richtung B) in vorpositionierte Mikrocavitäten 20 fällt. Die Konservierung der sortierten Sphäroide hängt vom Zelltyp und der späteren Anwendung ab. Mögliche Konservierungsverfahren sind Abkühlung oder Erhöhung des CO₂-Anteils. Die gesamte Apparatur zur Aufnahme der Mikrocavität ist der Atmosphäre im Brutschrank angepaßt.

Ausführungsbeispiel 3

Die Abb. 1b zeigt eine Anordnung, bei der die Sphäroide mittels elektrischer Felder in dem Reaktorgefäß 1 positioniert werden. In einem inhomogenen Wechselfeld mit Frequenzen im kHz-Bereich erfolgt eine gerichtete Bewegung von Sphäroiden als dielektrische Partikel in Richtung der höheren Feldstärke. Dieser Effekt hängt wesentlich von der Größe des Partikels ab. Bei Erzeugung eines inhomogenen elektrischen Feldes durch eine obere Punktelektrode 22 am oberen Sieb 6 und eine untere großflächige Elektrode 21 in der Ebene des unteren Siebes 5 kann durch Anlegen eines Wechselfeldes zwischen diesen Elektroden eine Kraft in Richtung der oberen Elektrode 22 erzeugt werden. Da diese Kraft wesentlich von der Partikelgröße und der Feldstärke abhängt, kann über eine intelligente Rückkopplung der Aufenthalts ort des Großteils der im Reaktor 1 befindlichen Sphäroide bestimmt werden. Durch die Größenabhängigkeit der Dielektrophoresekraft kann in einfacher Weise erreicht werden, daß sich Sphäroide der angestrebten Größe vor der Absaugkapillare 9 mit dem Ventil 8 ansammeln. Weiter erfolgt die Vereinzelung und Ernte der Sphäroide wie in Ausführungsbeispiel 1 angegeben.

Ausführungsbeispiel 4

Eine weitere Ausführungsform des Reaktors 1 zur Positionierung der Sphäroide ist mittels magnetischer Felder gegeben. Sie wird in Abb. 1c dargestellt. Dabei werden Sphäroide auf magnetischen Trägern, vorzugsweise auf keramischen Sintermaterialien einer Körnungsgröße von 10-30 µm, gezüchtet. Damit ist die Ortsmanipulation der Sphäroide durch Form uns Stärke eines im Inneren des Reaktors 1 erzeugten Magnetfeldes möglich. Durch gewickelte Magnetspulen 23 und 24 vorzugsweise angeordnet außerhalb des sich zwischen den Sieben 5 und 6 aus bildenden Raumes werden die Sphäroide unabhängig von ihrer Größe an einem vorher bestimmbaren Ort gehalten. Um eine einfache Rückkopplung zu ermöglichen und den Einfluß nichtlinearer Reibungseffekte zu minimieren, können magnetische Wechsel felder verwendet werden. Zur Sortierung nach Größe kann ein Magnetsprung, hervorgerufen durch einen Stromstoß in der senkrecht vor der Absaugkapillare 9 mit dem Ventil 8 angeordneten Sammelspule 25, verwendet werden, wodurch die großen Sphäroide auf Grund der höheren Reibung mit dem Kulturmedium weniger be schleunigt werden und nach einer bestimmten Strecke einfach von den kleinen Sphäroiden getrennt werden können. Damit können sich Sphäroide gewünschter Größe vor der Absaugkapillare 9 ansammeln. Weiter erfolgt die Vereinzelung und Ernte der Sphäroide wie in Ausführungsbeispiel 1 angegeben.

Aufstellung der Bezugszeichen

1

Reaktorgefäß

2

Einlaßstutzen

3

Auslaßstutzen

4

Ventil

5

Sieb

6

Sieb

7

Auslaßstutzen

8

Ventil

9

Kapillare

10

Lichtschranke

11

Ultraschallimpedanzsensor

12

Impedanzmeßsystem

13

Düse

14

Düse

15

Piezostellglied

16

Computer

17

Lichtschranke

18

Tropfen

19

Ablenkplatte

20

Mikrocavitäten

21

Elektrode

22

Punktelektrode

23

Spule

24

Spule

25

Spule

Claims

1. Verfahren zur Züchtung, Charakterisierung und Vereinzelung von multizellulären Sphäroiden, die in einem Zuchtreaktor kultiviert werden, gekennzeichnet dadurch, daß die Sphäroide in dem Zuchtreaktor in einen gesteuerten Strom des Kulturmediums gezogen werden, der hinsichtlich seiner Parameter so eingestellt ist, daß die gravitationsbedingte Bewegungen der Sphäroide einer bestimmten, an sich aber beliebigen Dichte und Größe kompensiert werden und die Sphäroide unter Nutzung eines Druckgefälles an dieser Stelle dem Zuchtreaktor entnommen werden, um sie anschließend zu vereinzeln und definiert abzulegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Sphäroide dem Zuchtreaktor über eine Kapillare entnommen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Zuchtreaktor ein mehrschichtiger Rührreaktor verwendet wird, dessen Rührgeschwindigkeiten so eingestellt sind, daß sich Sphäroide entsprechend ihrer Größe und Dichte in Schichten sammeln.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Zuchtreaktor ein senkrechter Flußreaktor verwendet wird, dessen Medienstrom so eingestellt ist, daß sich Sphäroide entsprechend ihrer Größe und Dichte in Schichten sammeln.

5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß im Zuchtreaktor Sphäroide auf magnetischen Trägern gezogen und durch die Magnetfelder auf ihren Plätzen fixiert werden, wodurch durch das Magnetfeld die Gravitation kompensiert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß im Zuchtreaktor nicht oberflächengeladene Sphäroide durch elektrische Wechselfelder (Dielek trophorese) auf ihren Plätzen fixiert werden, in der Art, daß durch das elektrische Feld die Gravitation kompensiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, daß oberflächengeladene Sphäroide durch Elektrophorese, d. h. elektrische Felder auf ihren Plätzen fixiert werden, in der Art, daß durch das elektrische Feld die Gravitation kompensiert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet dadurch, daß beim Durchlaufen der Kapillare die Sphäroide durch Sensoren hinsichtlich ihrer Eigenschaften charakterisiert werden, um die Sphäroide nach Größe, Dichte, Vitalität und Oberflächenladung nach Austritt aus der Kapillare zu vereinzeln.

9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Sphäroide beim Durchlaufen der Kapillare mittels Impedanzmessungen auf ihre Vitalität hin charakterisiert werden.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Sphäroide beim Durchlaufen der Kapillare mittels Ultraschallphasenmessungen in ihrer Dichte charakterisiert werden.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Sphäroide beim Durchlaufen der Kapillare beim Durchgang durch eine zweidimensionale Lichtschranke in ihrer Größe und Form charakterisiert werden.

12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß die Sphäroide die Kapillare mit einer konstanten Geschwindigkeit des Mediums durchlaufen und der Aufenthaltsort eines bestimmten Sphäroids über Lichtschranken erfaßt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, gekennzeichnet dadurch, daß die Sphäroide nach Durchlaufen der Kapillare nach Verlassen der Austrittsöffnung sortiert werden, indem der geladene Tropfen ein elektrisches Feld bestimmter Stärke und Richtung durchfällt.

14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, gekennzeichnet dadurch, daß die Sphäroide nach Durchlaufen der Kapillare an der mit einem piezoaktiven Material verbunde nen Austrittsöffnung vereinzelt werden, in dem durch Anlegen eines Pulses das Abschütteln eines Tropfens bewirkt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, gekennzeichnet dadurch, daß die sich an der Austrittsöffnung ausbildenden Tropfen mit den ausgewählten Sphäroiden elektrisch geladen und durch Elektrophorese in ihrer Richtung beeinflußt werden, um diese in vorbereitete Behältnisse zur Weiterverwendung, wie beispielsweise Mikrocavitäten, zu lancieren.

16. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, gekennzeichnet dadurch, daß die Sphäroide durch eine optische Pinzette an einer Verzweigung der Kapillare durch eine optische Pinzette sortiert werden.

17. Verfahren nach Anspruch 1 bis 16, gekennzeichnet dadurch, daß die vereinzelten und in einem Behältnis abgelegten Sphäroide nach Vorhandensein gescreent werden, das Resultat protokolliert und auf dieser Grundlage die Vermarktungs unterlagen erstellt werden.

18. Verfahren nach Anspruch 1 bis 17, gekennzeichnet dadurch, daß bei den vereinzelten und in einem Behältnis abgelegten Sphäroiden durch die Anwendung von Fuzzi-Logik die gut/schlecht-Entscheidung getroffen wird.

19. Verfahren nach Anspruch 1 bis 18, gekennzeichnet dadurch, daß die vereinzelten Sphäroide in Mikrocavitäten abgelegt werden, wobei die Mikrocavitäten in einer Matrix auf einem Tray angeordnet sind und die Sphäroide durch Kryobehandlung bis zum Einsatz konserviert werden.

20. Anordnung zur Züchtung, Charakterisierung und Vereinzelung von multizellulären Sphäroiden, die in einem Zuchtreaktor kultiviert werden, gekennzeichnet dadurch, daß im das Kulturmedium zur Aufzucht der Sphäroide aufnehmenden Reaktorge fäß (1) am unteren Ende ein Einlaßstutzen (2) für das Kulturmedium und am oberen Ende ein durch ein Ventil (4) absperrbarer Auslaßstutzen (3) für das Kulturmedium angeordnet ist, wobei das Reaktionsgefäß (1) durch zwei, zwischen dem Einlaßstutzen (2) und dem Auslaßstutzen (3) angeordnete Siebe (5, 6) in drei Bereiche unterteilt wird, in dessen mittleren, zwischen den Sieben (5, 6) sich bildenden Bereich zur Aufzucht der Sphäroide ein weiterer, mit einem Ventil (8) abgesperrter Stutzen (7) angeordnet ist, der mit einer Kapillare (9) verbunden ist, an deren Austrittsöffnung Behältnisse zur Aufnahme der Sphäroide angeordnet sind.

21. Anordnung nach Anspruch 20, gekennzeichnet dadurch, daß das Reaktorgefäß (1) ein mehrschichtiger Rührreaktor ist, dessen Rührgeschwindigkeiten so eingestellt sind, daß sich Sphäroide entsprechend ihrer Größe und Dichte in Schichten sammeln.

22. Anordnung nach Anspruch 20, gekennzeichnet dadurch, daß das Reaktorgefäß (1) ein senkrechter Flußreaktor ist, bei dem der Medienstrom so eingestellt ist, daß sich Sphäroide entsprechend ihrer Größe und Dichte in Schichten sammeln.

23. Anordnung nach Anspruch 20, gekennzeichnet dadurch, daß im Reaktorgefäß (1) Magnetfelder mittels Spulen (23, 24) so erzeugt werden, daß die Gravitation von auf magnetischen Trägern gezogenen Sphäroiden kompensiert wird.

24. Anordnung nach Anspruch 20, gekennzeichnet dadurch, daß im Reaktorgefäß (1) Elektroden (21, 22) zur Erzeugung von inhomogenen elektrischen Wechselfeldern zur Kompensation der Gravitation für nicht oberflächengeladene Sphäroide angeordnet sind.

25. Anordnung nach Anspruch 1 bis 24, gekennzeichnet dadurch, daß im Bereich der Kapillare (9) Sensoren zur Bestimmung der Größe, Form und Vitalität der Sphäroide angeordnet sind.

26. Anordnung nach Anspruch 1 bis 25, gekennzeichnet dadurch, daß zur Charakteri sierung der Vitalität der Sphäroide eine Anordnung zur momentanen Aufnahme des Impedanzspektrums (12) dient, die aus Pulsgenerator, Transimpedanzver stärker und Transientenrecorder besteht und im Zeitbereich arbeitet.

27. Anordnung nach Anspruch 1 bis 25, gekennzeichnet dadurch, daß zur Charakteri sierung der Dichte der Sphäroide eine Anordnung zur Ultraschallphasen messungen bzw. Ultraschallimpedanz (11) dient, die aus einem oder zwei Transducern, einem Ultraschallgenerator und einem Auswerteverstärker mit phasensensitiver Gleichrichtung besteht.

28. Anordnung nach Anspruch 1 bis 25, gekennzeichnet dadurch, daß zur Charakteri sierung der Größe und Form der Sphäroide eine zweidimensionale Lichtschranke (10) dient, die aus einer Spaltlichtquelle und einer Zeilenkamera besteht.

29. Anordnung nach Anspruch 1 bis 28, gekennzeichnet dadurch, daß zum Vereinzeln und definierten Ablegen der Sphäroide nach Größe, Dichte, Vitalität und Oberflächenladung nach Austritt aus der Kapillare (9) an deren Spitze ein piezoaktives Material angebracht ist, das durch Anlegen eines elektrischen Pulses das Abschütteln eines Tropfens bewirkt.

30. Anordnung nach Anspruch 1 bis 29, gekennzeichnet dadurch, daß zur Erfassung von Sphäroiden an der Austrittsöffnung der Kapillare (9) eine Lichtschranke (17) angeordnet ist.

31. Anordnung nach Anspruch 1 bis 29, gekennzeichnet dadurch, daß zum elektrischen Sortieren von Tropfen mit ausgewählten Sphäroiden eine Elek trophoresevorrichtung dergestalt angeordnet ist, daß die elektrisch geladenen Tropfen ein in Stärke und Richtung variables elektrisches Feld durchfallen.

32. Anordnung nach Anspruch 1 bis 29, gekennzeichnet dadurch, daß vor der Austrittsöffnung der Kapillare (9) in einer Verzweigung eine optische Pinzette angeordnet ist, die die nicht benötigten Sphäroide in einen Zweigkanal steuert.