Beschreibung description
Titel: Verfahren zum Erzeugen wenigstens eines Musters auf einer Trägeroberfläche eines Trägers Title: Method for generating at least one pattern on a carrier surface of a carrier
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen wenigstens eines Musters auf einer Trägeroberfläche eines Trägers. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Erzeugen wenigstens eines Musters auf einer Trägeroberfläche eines Trägers. Außerdem betrifft die Erfindung ein System mit einer solchen Vorrichtung und wenigstens einem Objekt und/oder dem Träger. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Computerprogramm, einen Datenträger, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist, und ein Datenträgersignal, das das Computerprogramm überträgt. The invention relates to a method for generating at least one pattern on a carrier surface of a carrier. The invention also relates to a device for generating at least one pattern on a carrier surface of a carrier. The invention also relates to a system with such a device and at least one object and / or the carrier. The invention also relates to a computer program, a data carrier on which the computer program is stored, and a data carrier signal which the computer program transmits.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass Wirkstoffe, wie beispielsweise monoklonale Antikörper und andere Proteine mit Hilfe sogenannter monoklonaler Zelllinien hergestellt werden. Dies sind Populationen aus Zellen, die alle von einer einzelnen Mutterzelle abstammen. Das Herstellen von monoklonalen Zelllinien ist notwendig, da nur so sichergestellt werden kann, dass alle Zellen der Population ein annährend gleiches Genom haben, um die Wirkstoffe mit konstanter und reproduzierbarer Qualität zu erzeugen. It is known from the prior art that active substances, such as, for example, monoclonal antibodies and other proteins, are produced with the aid of so-called monoclonal cell lines. These are populations of cells that are all descended from a single parent cell. The production of monoclonal cell lines is necessary because this is the only way to ensure that all cells of the population have approximately the same genome in order to produce the active ingredients with constant and reproducible quality.
Um eine monoklonale Zelllinie zu erzeugen, werden Zellen einzeln in Behältnisse einer Mikrotiterplatte überführt. Die zu überführenden Zellen werden hergestellt, indem eine Host-Zelllinie genetisch verändert wird und diese veränderten Zellen vereinzelt werden. Das Ablegen einzelner Zellen in die Mikrotiterplatten geschieht durch beispielsweise Freistrahldruckmethoden oder Pipettieren. Nach Ablegen der Zellen in die jeweiligen Behältnisse der Mikrotiterplatte können die Zellen wachsen und werden anschließend ggf. in einen Bioreaktor überführt. In order to create a monoclonal cell line, cells are transferred individually into the containers of a microtiter plate. The cells to be transferred are produced by genetically modifying a host cell line and isolating these modified cells. Individual cells are deposited in the microtiter plates using, for example, free-jet printing methods or pipetting. After the cells have been placed in the respective containers of the microtiter plate, the cells can grow and are then possibly transferred to a bioreactor.
Aus dem Stand der Technik ist eine Vorrichtung des Unternehmens iota Sciences Ltd. bekannt, bei dem die Zellen nicht in Behältnisse der Mikrotiterplatte abgelegt werden, sondern in eine Petrischale. Vor einem Ablegen der Zellen in die Petrischale wird die Petrischale in eine Aufnahme der Vorrichtung eingegeben. In der Petrischale befinden sich zwei Flüssigkeiten, die miteinander nicht mischbar sind, wobei die zweite Flüssigkeit nach der ersten Flüssigkeit in die Petrischale eingegeben wurde und die erste Flüssigkeit vollständig bedeckt. Die zweite Flüssigkeit kann ein Öl, wie beispielsweise FC-40, sein. A device from iota Sciences Ltd. known, in which the cells are not deposited in containers of the microtiter plate, but in a Petri dish. Before the cells are placed in the Petri dish, the Petri dish is placed in a receptacle in the device. The Petri dish contains two liquids which are immiscible with one another, the second liquid being added to the Petri dish after the first liquid and completely covering the first liquid. The second liquid can be an oil such as FC-40.
Mittels eines hydrophoben Stifts wird eine Kraft auf einen Teil der beiden Flüssigkeiten ausgeübt, sodass der Teil der zweiten Flüssigkeit den Schalenboden benetzt. Insbesondere wird der Stift derart bewegt, dass der den Schalenboden benetzende Teil der zweiten Flüssigkeit ein gitterförmiges Muster bildet. Der Teil der zweiten Flüssigkeit dient zum Trennen der einzelnen Bereiche des gitterförmigen Musters voneinander. A force is exerted on part of the two liquids by means of a hydrophobic pen, so that the part of the second liquid wets the bottom of the dish. In particular, the pin is moved in such a way that the part of the second liquid wetting the base of the dish forms a grid-like pattern. The part of the second liquid serves to separate the individual areas of the lattice-shaped pattern from one another.
Nach Erstellen des gitterförmigen Musters wird auf jeden der Bereiche der ersten Flüssigkeit eine Zellsuspension aufgebracht, wobei die auf den jeweiligen Bereich aufgebrachte Zellsuspension eine Zelle
enthalten kann. Anschließend prüft der Benutzer hündisch für jeden Bereich, beispielsweise mittels eines Mikroskops, ob die aufgebrachte Zellsuspension in den Bereichen jeweils eine Zelle aufweist. Sollte dies der Fall sein, wird der die Zelle aufweisende Bereich durch den Benutzer hündisch markiert. After the grid-like pattern has been created, a cell suspension is applied to each of the areas of the first liquid, the cell suspension applied to the respective area being a cell may contain. The user then checks every dog like a dog, for example by means of a microscope, whether the cell suspension applied has one cell in each of the areas. If this is the case, the area containing the cell is marked as a dog by the user.
Die zuvor genannte Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass eine Vielzahl von zeitintensiven Arbeitsschritten erforderlich ist, um die die Zelle aufweisenden Bereiche zu ermitteln. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der Stift ausgetauscht oder gereinigt werden muss, bevor er in einem anderen Trüger eingesetzt werden kann. The aforementioned device has the disadvantage that a large number of time-consuming work steps are required in order to determine the areas containing the cell. Another disadvantage is that the pen must be replaced or cleaned before it can be used in another carrier.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren anzugeben, das effizientere Arbeitsablüufe im Labor ermöglicht. The object of the invention is therefore to provide a method that enables more efficient work processes in the laboratory.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Erzeugen wenigstens eines Musters auf einer Trügeroberflüche eines Trügers gelöst, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: a. Zugeben eines ersten Fluids auf die Trügeroberflüche und b. Zugeben eines zweiten Fluids, wobei das zweite Fluid mit dem ersten Fluid nicht mischbar ist und das erste Fluid wenigstens teilweise bedeckt und c. Zugeben wenigstens eines Objektes oberhalb der Trügeroberflüche, d. Erzeugen des Musters durch eine Relativbewegung zwischen dem Objekt und dem Trüger, indem eine Kraft von einem Krafterzeugungsmittel auf das Objekt ausgeübt wird, wobei die Kraftübertragung von dem Krafterzeugungsmittel (28) auf das Objekt kontaktlos ist und das Muster erzeugt wird, indem ein Teil des zweiten Fluids die Trügeroberflüche benetzt. The object is achieved by a method for generating at least one pattern on a carrier surface of a carrier, the method having the following steps: a. Adding a first fluid to the surface of the carrier and b. Adding a second fluid, the second fluid being immiscible with the first fluid and at least partially covering the first fluid, and c. Admitting at least one object above the surface of the deceptor, d. Generating the pattern by a relative movement between the object and the wearer by exerting a force from a force generating means on the object, the force transmission from the force generating means (28) to the object being contactless and the pattern being generated by a part of the second Fluids wets the surface of the carrier.
Die oben genannten Verfahrensschritte a bis d können in der angegebenen Reihenfolge durchgeführt werden. Dabei kann wenigstens ein Teil der Verfahrensschritte a bis d, insbesondere alle Verfahrensschritte oder der Verfahrensschritt d, wie nachstehend detailliert ausgeführt wird, automatisiert, also ohne Einwirkung des Benutzers, durchgeführt werden. The above process steps a to d can be carried out in the order given. In this case, at least some of the method steps a to d, in particular all the method steps or the method step d, as will be explained in detail below, can be carried out in an automated manner, that is to say without the action of the user.
Darüber hinaus besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung anzugeben, mittels der Arbeitsablüufe im Labor effizienter durchgeführt werden können. In addition, the object of the invention is to provide a device by means of which work processes can be carried out more efficiently in the laboratory.
Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Aufnehmen eines Trügers zum Aufnehmen eines ersten Fluids und eines zweiten Fluids, wobei das zweite Fluid mit dem ersten Fluid nicht mischbar ist und das erste Fluid wenigstens teilweise bedeckt, und zum Erzeugen wenigstens eines Musters auf einer Trügeroberflüche des Trügers gelöst, mit wenigstens einem Krafterzeugungsmittel zum Erzeugen einer auf wenigstens ein Objekt wirkbaren Kraft, wobei das Objekt oberhalb der Trügeroberflüche anordenbar ist und wobei das Krafterzeugungsmittels derart angeordnet und ausgebildet ist, dass eine kontaktlose Kraftübertragung von dem Krafterzeugungsmittel auf das Objekt realisierbar ist und wobei das Muster
durch eine Relativbewegung zwischen dem Objekt und dem Träger und durch Benetzen der Trägeroberfläche durch einen Teil des zweiten Fluids erzeugbar ist. The object is achieved by a device for receiving a carrier for receiving a first fluid and a second fluid, the second fluid being immiscible with the first fluid and at least partially covering the first fluid, and for generating at least one pattern on a carrier surface of the carrier solved, with at least one force generating means for generating a force acting on at least one object, wherein the object can be arranged above the wearer surface and wherein the force generating means is arranged and designed in such a way that a contactless power transmission from the force generating means to the object can be realized and wherein the pattern can be generated by a relative movement between the object and the carrier and by wetting the carrier surface by a part of the second fluid.
Die erfindungsgemäße Lösung weist den Vorteil auf, dass effiziente Arbeitsläufe im Labor realisiert werden können. Dies ist möglich, weil nicht mehr drei Fluide zugegeben werden müssen, sondern nur das erste Fluid und das zweite Fluid. Im Ergebnis vereinfacht sich das erfindungsgemäße Verfahren im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass kein Stift mehr eingesetzt wird, der beispielsweise durch ein Achssystem verfahren wird, sondern eine kontaktlose Kraftübertragung zwischen dem Krafterzeugungsmittel und dem Objekt erfolgt. Eine Kontamination von in einem anderen Träger befindlichen Fluiden kann auf einfache Weise dadurch vermieden werden, dass ein anderes Objekt eingesetzt wird. Es entfällt somit die beim Stift zeitaufwendige Reinigung und/oder der Stiftaustausch. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass aufgrund des Wegfalls des Stifts die Vorrichtung keine federgelagerte Aufhängung für den Stift benötigt wird. Außerdem ist die Krafteinwirkung des Objekts, welches über die Trägeroberfläche gleitet, sanfter und/oder besser definierter als bei Verwendung eines Stifts. Darüber hinaus stellen Flöhenunterschieden, insbesondere aufgrund unterschiedlicher Trägerformen, bei Verwendung des Objekts kein Hindernis mehr dar. The solution according to the invention has the advantage that efficient work processes can be implemented in the laboratory. This is possible because three fluids no longer have to be added, but only the first fluid and the second fluid. As a result, the method according to the invention is simplified in comparison to the methods known from the prior art. Another advantage is that a pin is no longer used, which is moved, for example, by an axis system, but instead a contactless force transmission takes place between the force generating means and the object. A contamination of fluids located in another carrier can be avoided in a simple manner by using another object. The time-consuming cleaning and / or replacement of the pen is therefore not necessary. Another advantage is that because the pen is omitted, the device does not require a spring-loaded suspension for the pen. In addition, the force exerted by the object sliding over the support surface is gentler and / or better defined than when using a pen. In addition, differences in fleas, in particular due to different carrier shapes, are no longer an obstacle when using the object.
Das erste Fluid kann eine, insbesondere wässrige, Flüssigkeit sein und/oder eine halbfeste Konsistenz aufweisen. Insbesondere kann das erste Fluid eine Zellsuspension sein, die ein Wachstum von Zellen fördert. Dabei kann das erste Fluid Agar, ein semi-solides Medium oder Gel aufweisen, um eine festere Konsistenz zu besitzen. Das zweite Fluid kann eine Flüssigkeit sein. Die zweite Flüssigkeit kann teilweise und/oder vollständig halogenierte Kohlenwasserstoffe aufweisen. Vorzugsweise kann das zweite Fluid ein Öl sein, wie z.B. eine fluorierte oder teilfluorierte (Fluor-Kohlenstoff-basierte) Flüssigkeit, das mit dem ersten Fluid nicht mischbar ist. Insbesondere kann das zweite Fluid FC-40, sein. Aufgrund der Nichtmischbarkeit des zweiten Fluids mit dem ersten Fluid, sind das erste Fluid und das zweite Fluid getrennt voneinander angeordnet und/oder ist das zweite Fluid auf dem ersten Fluid angeordnet. Dabei kann das zweite Fluid das erste Fluid, insbesondere die zum zweiten Fluid weisende Oberfläche des ersten Fluids, teilweise oder vollständig bedecken. Der Träger kann ein Behältnis, wie beispielsweise eine Petrischale, sein. Dabei kann die Trägeroberfläche eine Oberfläche eines Behältnisbodens sein. Alternativ kann der Träger eine Platte ohne eine Seitenwand sein. The first fluid can be a liquid, in particular an aqueous one, and / or have a semi-solid consistency. In particular, the first fluid can be a cell suspension that promotes cell growth. The first fluid can have agar, a semi-solid medium or gel in order to have a firmer consistency. The second fluid can be a liquid. The second liquid can contain partially and / or fully halogenated hydrocarbons. Preferably, the second fluid can be an oil, such as a fluorinated or partially fluorinated (fluorocarbon-based) liquid, which is immiscible with the first fluid. In particular, the second fluid can be FC-40. Due to the immiscibility of the second fluid with the first fluid, the first fluid and the second fluid are arranged separately from one another and / or the second fluid is arranged on the first fluid. The second fluid can partially or completely cover the first fluid, in particular the surface of the first fluid facing the second fluid. The carrier can be a container such as a Petri dish. The support surface can be a surface of a container bottom. Alternatively, the carrier can be a plate without a side wall.
Der die Trägeroberfläche benetzende Teil des zweiten Fluid dient dazu, das erzeugte Muster von einem Restabschnitt des ersten Fluids fluidisch zu trennen. Die Benetzung der Trägeroberfläche mit dem Teil des zweiten Fluids erfolgt derart, dass nach der Benetzung der die Trägeroberfläche benetzende Teil des zweiten Fluids durch das erste Fluid nicht wieder in seine Ausgangsstellung gedrückt wird. Als Ausgangsstellung wird die Stellung des zweiten Fluids verstanden, bei der das zweite Fluid die Trägeroberfläche nicht benetzt. The part of the second fluid that wets the carrier surface serves to fluidically separate the pattern generated from a remaining portion of the first fluid. The wetting of the carrier surface with the part of the second fluid takes place in such a way that after wetting the part of the second fluid wetting the carrier surface is not pressed back into its starting position by the first fluid. The starting position is understood to be the position of the second fluid in which the second fluid does not wet the carrier surface.
Die kontaktlose Kraftübertragung von dem Krafterzeugungsmittel auf das Objekt kann über ein von dem
Krafterzeugungsmittel erzeugtes Kraftfeld realisiert werden. Dies bedeutet, dass es keine, insbesondere starre und/oder feste, mechanische Verbindung zwischen dem Krafterzeugungsmittel und dem Objekt gibt, mittels der die von dem Krafterzeugungsmittel erzeugte Kraft auf das Objekt übertragen wird. Sofern auf das Objekt keine durch das Krafterzeugungsmittel erzeugte Kraft wirkt, ist das Objekt relativ zu dem Krafterzeugungsmittel und/oder dem Träger bewegbar. The contactless power transmission from the force generating means to the object can be via one of the Force field generated force generating means can be realized. This means that there is no, in particular rigid and / or fixed, mechanical connection between the force generating means and the object, by means of which the force generated by the force generating means is transmitted to the object. If no force generated by the force generating means acts on the object, the object can be moved relative to the force generating means and / or the carrier.
Das Muster kann jede beliebige Form annehmen. So kann das Muster, wie nachstehend näher beschrieben ist, einen geschlossenen Bereich aufweisen. The pattern can take any shape. Thus, as is described in more detail below, the pattern can have a closed area.
Die Relativbewegung zwischen dem Träger und dem Objekt kann dadurch erreicht werden, dass der Träger bewegt wird und das Objekt ortsfest ist. Alternativ kann der Träger ortsfest sein und das Objekt bewegt werden. Darüber hinaus können der Träger und das Objekt bewegt werden. The relative movement between the carrier and the object can be achieved in that the carrier is moved and the object is stationary. Alternatively, the carrier can be stationary and the object can be moved. In addition, the carrier and the object can be moved.
Das nicht zur Vorrichtung gehörende Objekt kann vor oder nach einem Zugeben des ersten und/oder zweiten Fluids oberhalb der Trägeroberfläche angeordnet werden. Insbesondere kann das Objekt auf das erste und/oder zweite Fluid angeordnet werden. Das Objekt wird dabei in einem Bereich angeordnet, der bei einem Betrieb der Vorrichtung oberhalb der Trägeroberfläche des nicht zur Vorrichtung gehörenden Trägers angeordnet ist, insbesondere in einem Bereich der sich von der Trägeroberfläche in eine zur Schwerkraft entgegengesetzte Richtung erstreckt. Zum Anordnen des Objekts oberhalb der Trägeroberfläche kann der Benutzer das Objekt in den Träger hineinwerfen. Alternativ kann das Objekt auch auf andere Weise oberhalb der Trägeroberfläche platziert werde. The object not belonging to the device can be arranged above the carrier surface before or after adding the first and / or second fluid. In particular, the object can be arranged on the first and / or second fluid. The object is arranged in an area which, when the device is in operation, is arranged above the carrier surface of the carrier not belonging to the device, in particular in an area which extends from the carrier surface in a direction opposite to gravity. To arrange the object above the carrier surface, the user can throw the object into the carrier. Alternatively, the object can also be placed above the carrier surface in another way.
Das Objekt kann derart ausgebildet und dazu bestimmt sein, dass es zum Erzeugen des Musters das erste Fluid verdrängt, sodass ein Teil des zweiten Fluids die Trägeroberfläche benetzt. Der die Trägeroberfläche benetzende Teil des zweiten Fluids kann eine Linie, insbesondere eine geschlossene Linie, bilden. Dadurch kann auf einfache Weise das Muster erzeugt werden. Die Vorrichtung kann eine Steuervorrichtung aufweisen, mittels der das Krafterzeugungsmittel derart gesteuert wird, dass das erste Fluid verdrängt wird. The object can be designed and intended in such a way that it displaces the first fluid in order to generate the pattern, so that part of the second fluid wets the carrier surface. The part of the second fluid that wets the carrier surface can form a line, in particular a closed line. This allows the pattern to be generated in a simple manner. The device can have a control device by means of which the force generating means is controlled in such a way that the first fluid is displaced.
Als Objekt wird ein Körper verstanden, der aus einem festen Material besteht und/oder ein Festkörper ist. Das Objekt ist somit kein Fluid, insbesondere kein Gas oder keine Flüssigkeit. An object is understood to be a body which consists of a solid material and / or is a solid body. The object is therefore not a fluid, in particular not a gas or a liquid.
Die auf das Objekt wirkende Kraft kann derart gerichtet sein, dass das Objekt in einer Richtung, insbesondere in Richtung zur Trägeroberfläche, bewegt wird. Dadurch kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass das zweite Fluid die Trägeroberfläche berührt. Darüber hinaus kann die auf das Objekt wirkende Kraft derart gerichtet sein, dass das Objekt in einer anderen Richtung, insbesondere parallel zur Trägeroberfläche, bewegt wird. Dies erfolgt vorzugsweise dann, wenn das Objekt bereits in Richtung zur Trägeroberfläche bewegt worden ist. Dabei kann eine Resultierende der auf das Objekt wirkenden Kraft einen zur Trägeroberfläche gerichteten und einen parallel zur Trägeroberfläche wirkenden Anteil aufweisen. In diesem Fall kann das Muster durch Bewegen des Objekts parallel zur
Trägeroberfläche auf einfache Weise erzeugt werden. Darüber hinaus kann ein Anpressdruck des Objekts auf die Trägeroberfläche verändert werden. Dabei kann die Steuervorrichtung das Krafterzeugungsmittel entsprechend steuern, damit das Objekt in Richtung zur Trägeroberfläche und/oder parallel zur Trägeroberfläche bewegt wird. Darüber hinaus kann mittels der Steuervorrichtung der Anpressdruck des Objekts auf die Trägeroberfläche verändert werden. The force acting on the object can be directed in such a way that the object is moved in one direction, in particular in the direction of the carrier surface. This makes it possible to ensure in a simple manner that the second fluid touches the carrier surface. In addition, the force acting on the object can be directed in such a way that the object is moved in a different direction, in particular parallel to the carrier surface. This is preferably done when the object has already been moved in the direction of the carrier surface. A resultant of the force acting on the object can have a component directed towards the carrier surface and a component acting parallel to the carrier surface. In this case, the pattern can be created by moving the object parallel to the Carrier surface can be generated in a simple manner. In addition, the contact pressure of the object on the carrier surface can be changed. The control device can control the force generating means accordingly so that the object is moved in the direction of the carrier surface and / or parallel to the carrier surface. In addition, the contact pressure of the object on the carrier surface can be changed by means of the control device.
Die auf das Objekt wirkende Kraft kann durch Anlegen eines auf das Objekt wirkenden Kraftfelds erzeugt werden. Das Kraftfeld kann ein Magnetfeld und/oder ein elektrisches Feld sein. Darüber hinaus wird das Kraftfeld durch das Krafterzeugungsmittel erzeugt. Die Steuervorrichtung kann durch Steuern des durch das Krafterzeugungsmittels erzeugten Kraftfelds und/oder durch Verändern des durch das Krafterzeugungsmittels erzeugten Kraftfelds bewirken, dass das Objekt in die gewünschte Richtung bewegt wird. The force acting on the object can be generated by applying a force field acting on the object. The force field can be a magnetic field and / or an electric field. In addition, the force field is generated by the force generating means. By controlling the force field generated by the force generating means and / or by changing the force field generated by the force generating means, the control device can cause the object to be moved in the desired direction.
So kann die Steuervorrichtung das Krafterzeugungsmittel derart steuern, dass die Feldlinien des Kraftfelds, insbesondere eine Feldstärke der Feldlinien und/oder eine Ausrichtung der Feldlinien, derart eingestellt werden, dass, insbesondere wahlweise, gemäß einer ersten Betriebsweise das Objekt das erste Fluid derart verdrängt, dass das zweite Fluid die Trägeroberfläche benetzt oder dass gemäß einer zweiten Betriebsweise das Objekt und der Träger relativ zueinander bewegt werden, jedoch das zweite Fluid die Trägeroberfläche nicht benetzt. Im Ergebnis kann durch Steuern der Flöhe der Feldstärke erreicht werden, dass das zweite Fluid die Trägeroberfläche benetzt und somit das Muster erzeugt werden kann. The control device can control the force generating means in such a way that the field lines of the force field, in particular a field strength of the field lines and / or an alignment of the field lines, are set in such a way that, in particular optionally, according to a first operating mode, the object displaces the first fluid in such a way that the second fluid wets the carrier surface or that, according to a second operating mode, the object and the carrier are moved relative to one another, but the second fluid does not wet the carrier surface. As a result, it can be achieved by controlling the fleas of the field strength that the second fluid wets the carrier surface and thus the pattern can be generated.
Dabei muss bei der ersten Betriebsweise die Feldstärke ausreichend hoch sein, dass das Objekt derart in Richtung zur Trägeroberfläche bewegt wird, dass das zweite Fluid die Trägeroberfläche benetzt. Anschließend kann das Muster erzeugt werden, indem das Objekt und der Träger in Richtung parallel zur Trägeroberfläche relativ zueinander bewegt werden. Bei der zweiten Betriebsweise ist die Feldstärke derart gewählt, dass das Objekt das erste Fluid nicht derart verdrängt, dass das zweite Fluid die Trägeroberfläche benetzt. Jedoch ist die Feldstärke ausreichend hoch, dass das Objekt und der Träger in der Richtung parallel zur Trägeroberfläche innerhalb des Trägers relativ zueinander bewegt werden. Die zweite Betriebsweise bietet den Vorteil, dass das Objekt in einer gewünschten Position innerhalb des Trägers positioniert werden kann, ohne dass ein Muster erzeugt wird. In this case, in the first mode of operation, the field strength must be sufficiently high that the object is moved in the direction of the carrier surface in such a way that the second fluid wets the carrier surface. The pattern can then be generated by moving the object and the carrier relative to one another in a direction parallel to the carrier surface. In the second mode of operation, the field strength is selected such that the object does not displace the first fluid in such a way that the second fluid wets the carrier surface. However, the field strength is sufficiently high that the object and the carrier are moved relative to one another in the direction parallel to the carrier surface within the carrier. The second mode of operation offers the advantage that the object can be positioned in a desired position within the carrier without a pattern being generated.
Das Objekt kann dadurch bewegt werden, dass das Kraftfeld, insbesondere Magnetfeld, verändert wird. Dies kann dadurch erfolgen, dass die Steuervorrichtung die Feldlinien, insbesondere die Feldstärke, des durch das Kräfte rzeugungsmittel erzeugten Kraftfelds entsprechend steuert. Alternativ oder zusätzlich können das Objekt und der Träger relativ zueinander bewegt werden, indem der Träger und das Krafterzeugungsmittel relativ zueinander bewegt werden. Die Vorrichtung kann eine Aufnahme zum Aufnehmen des Trägers aufweisen, wobei das Krafterzeugungsmittel und die Aufnahme relativ zueinander bewegbar sind.
Dabei kann das Krafterzeugungsmittel relativ zu dem Träger und/oder der Aufnahme bewegt werden. In diesem Fall wird das Krafterzeugungsmittel durch eine Verfahrvorrichtung der Vorrichtung bewegt, während der Träger und/oder die Aufnahme ortsfest angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Träger und/oder die Aufnahme relativ zu dem Krafterzeugungsmittel bewegt werden, während das Krafterzeugungsmittel ortsfest angeordnet ist. Auch in diesem Fall können der Träger und/oder die Aufnahme durch eine Verfahrvorrichtung verfahren werden. Es ist auch eine Ausführung möglich, bei der sowohl der Träger und/oder die Aufnahme als auch das Krafterzeugungsmittel relativ zueinander bewegbar sind. The object can be moved in that the force field, in particular the magnetic field, is changed. This can take place in that the control device controls the field lines, in particular the field strength, of the force field generated by the force generating means accordingly. Alternatively or additionally, the object and the carrier can be moved relative to one another by moving the carrier and the force generating means relative to one another. The device can have a receptacle for receiving the carrier, the force generating means and the receptacle being movable relative to one another. The force generating means can be moved relative to the carrier and / or the receptacle. In this case, the force generating means is moved by a displacement device of the device, while the carrier and / or the receptacle is arranged in a stationary manner. Alternatively or additionally, the carrier and / or the receptacle can be moved relative to the force generating means, while the force generating means is arranged in a stationary manner. In this case too, the carrier and / or the receptacle can be moved by a moving device. An embodiment is also possible in which both the carrier and / or the receptacle and the force generating means can be moved relative to one another.
Die Verfahrvorrichtung kann einen Planarläufer aufweisen. Dabei kann der Planarläufer derart ausgebildet sein, dass er sich entlang wenigstens einer vorgegebenen Bahn bewegt. Dementsprechend bewegt sich das Krafterzeugungsmittel und/oder der Träger und/oder die Aufnahme ebenfalls entlang wenigstens einer vorgegebenen Bahn. The displacement device can have a planar rotor. The planar runner can be designed in such a way that it moves along at least one predetermined path. Accordingly, the force generating means and / or the carrier and / or the receptacle also moves along at least one predetermined path.
Das Objekt kann magnetisch oder magnetisierbar sein. Insbesondere kann das Objekt einen Dauermagneten aufweisen. Dabei kann das Objekt kugelförmig ausgebildet sein und/oder wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, hydrophob ausgebildet sein. Insbesondere kann das Objekt mit Teflon beschichtet werden. Ein derartiges Objekt bietet den Vorteil, dass es auf einfache Weise in den Träger eingeführt werden kann und einfach handhabbar ist. The object can be magnetic or magnetizable. In particular, the object can have a permanent magnet. The object can be spherical and / or at least partially, in particular completely, hydrophobic. In particular, the object can be coated with Teflon. Such an object offers the advantage that it can be inserted into the carrier in a simple manner and is easy to handle.
Darüber hinaus kann das Objekt derart ausgebildet sein, dass es sich in eine von der Trägeroberfläche weg weisende Richtung bewegt, wenn auf das Objekt keine Kraft mehr ausgeübt oder die auf das Objekt wirkende Kraft verändert wird. Dies kann dadurch realisiert werden, dass das Objekt eine geringere Dichte aufweist als das erste Fluid und/oder das zweite Fluid. Ein derartiges Objekt bietet den Vorteil, dass das Objekt nach Erzeugen des Musters auf einfache Weise in einen Ausgangszustand überführt werden kann, bei dem bei einer Bewegung des Objekts kein Muster erzeugt wird. Die Dichte kann durch das Verhältnis eines Beschichtungsmaterials, wie beispielsweise Teflon, des Objekts zu einem Kernmaterial des Objekts, wie beispielsweise Metall, angepasst werden. In addition, the object can be designed in such a way that it moves in a direction pointing away from the carrier surface when force is no longer exerted on the object or the force acting on the object is changed. This can be achieved in that the object has a lower density than the first fluid and / or the second fluid. Such an object offers the advantage that, after the pattern has been generated, the object can be transferred in a simple manner to an initial state in which no pattern is generated when the object moves. The density can be adjusted by the ratio of a coating material such as Teflon of the object to a core material of the object such as metal.
Das Krafterzeugungsmittel kann ein Magnetfeld erzeugen. Dazu kann das Krafterzeugungsmittel wenigstens einen Dauermagneten und/oder einen Elektromagneten aufweisen. Bei einer besonders einfachen Ausführung kann das Krafterzeugungsmittel, insbesondere der Dauermagnet oder Elektromagnet, mittels einer Verfahreinrichtung der Vorrichtung relativ zum Träger bewegt werden. Dies führt dazu, dass sich das Objekt in die gleiche Richtung bewegt wie das Krafterzeugungsmittel. Dadurch kann auf einfache Weise ein Muster erzeugt werden. The force generating means can generate a magnetic field. For this purpose, the force generating means can have at least one permanent magnet and / or one electromagnet. In a particularly simple embodiment, the force generating means, in particular the permanent magnet or electromagnet, can be moved relative to the carrier by means of a moving device of the device. This results in the object moving in the same direction as the force generating means. This allows a pattern to be generated in a simple manner.
Das Krafterzeugungsmittel kann derart angeordnet sein, dass sich die Aufnahme zum Aufnehmen des Trägers zwischen dem Objekt und dem Krafterzeugungsmittel befindet. Dies bietet den Vorteil, dass das Krafterzeugungsmittel in einem Bereich der Vorrichtung angeordnet werden können, in dem ausreichend Platz zur Verfügung steht. Insbesondere kann das Krafterzeugungsmittel in einem Bereich der
Vorrichtung angeordnet werden, in dem eine optische Erfassungseinrichtung, insbesondere ein Objektiv der optischen Erfassungseinrichtung, angeordnet ist. The force generating means can be arranged in such a way that the receptacle for receiving the carrier is located between the object and the force generating means. This offers the advantage that the force generating means can be arranged in a region of the device in which sufficient space is available. In particular, the force generating means can be in a range of Device are arranged in which an optical detection device, in particular an objective of the optical detection device, is arranged.
Das Objekt kann mindestens zwei Bereiche mit unterschiedlichen Oberflächeneigenschaften aufweisen. Dabei kann das Objekt einen hydrophilen oder oleophoben Abschnitt und einen hydrophoben oder oleophilen Abschnitt aufweisen. Dabei können der hydrophile oder olephobe Abschnitt an einem Pol des Objekts und der hydrophobe oder oleophile Abschnitt an einem anderen Pol des Objekts angeordnet sein. Dies bietet den Vorteil, dass mittels des Objekts sowohl ein Muster erzeugt als auch ein erzeugtes Muster entfernt werden kann. Der hydrophile oder oleophobe Abschnitt kann aus Metall bestehen. Dabei kann eine Oberfläche des Objekts durch den hydrophilen oder olephoben und den hydrophoben oder oleophilen Abschnitt gebildet sein. The object can have at least two areas with different surface properties. The object can have a hydrophilic or oleophobic section and a hydrophobic or oleophilic section. The hydrophilic or olephobic section can be arranged on one pole of the object and the hydrophobic or oleophilic section on another pole of the object. This offers the advantage that both a pattern can be generated and a generated pattern can be removed by means of the object. The hydrophilic or oleophobic section can be made of metal. A surface of the object can be formed by the hydrophilic or olephobic and the hydrophobic or oleophilic section.
Dabei kann die Steuervorrichtung das Krafterzeugungsmittel derart steuern, dass, insbesondere wahlweise, ein durch das Krafterzeugungsmittel erzeugtes Kraftfeld, insbesondere Magnetfeld, an das Objekt angelegt ist, sodass der hydrophobe oder oleophile Abschnitt des Objekts zu der Trägeroberfläche zugewandt ist. In diesem Fall ist der hydrophobe oder oleophile Abschnitt zum Trägerboden näher angeordnet als der hydrophile oder oleophobe Abschnitt. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuervorrichtung das Krafterzeugungsmittel derart steuern, dass ein durch das Krafterzeugungsmittel erzeugtes anderes Kraftfeld, insbesondere Magnetfeld, an das Objekt angelegt ist, sodass der hydrophile oder oleophobe Abschnitt des Objekts zu der Trägeroberfläche zugewandt ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuervorrichtung das Kraftfeld abschalten. Dabei kann dasselbe Krafterzeugungsmittel das Kraftfeld und das andere Kraftfeld erzeugen. Dazu kann die Steuervorrichtung das Krafterzeugungsmittel derart steuern, dass das andere Magnetfeld durch umpolen des Magnetfelds erzeugt wird. The control device can control the force generating means in such a way that, in particular optionally, a force field generated by the force generating means, in particular a magnetic field, is applied to the object so that the hydrophobic or oleophilic section of the object faces the carrier surface. In this case, the hydrophobic or oleophilic section is arranged closer to the support base than the hydrophilic or oleophobic section. Alternatively or additionally, the control device can control the force generating means in such a way that another force field generated by the force generating means, in particular a magnetic field, is applied to the object so that the hydrophilic or oleophobic section of the object faces the carrier surface. Alternatively or additionally, the control device can switch off the force field. The same force generating means can generate the force field and the other force field. For this purpose, the control device can control the force generating means in such a way that the other magnetic field is generated by reversing the polarity of the magnetic field.
Dabei kann das Muster erzeugt werden, wenn bei der Relativbewegung zwischen dem Objekt und dem Träger der hydrophobe oder oleophile Abschnitt des Objekts das erste Fluid derart verdrängt, dass der Teil des zweiten Fluids die Trägeroberfläche benetzt. Das erzeugte Muster kann durch das Objekt entfernt werden, wenn bei der Relativbewegung zwischen dem Objekt und dem Träger der hydrophile oder oleophobe Abschnitt des Objekts zu der Trägeroberfläche näher zugewandt ist als der hydrophobe oder oleophile Abschnitt und/oder der hydrophile oder olephobe Abschnitt in Kontakt mit der Trägeroberfläche ist. Zum Entfernen des Musters bewegen sich das Objekt und der Träger relativ zueinander. Dies kann in analoger Weise erfolgen, wie bei dem oben beschriebenen Erzeugen des Musters. The pattern can be generated if, during the relative movement between the object and the carrier, the hydrophobic or oleophilic section of the object displaces the first fluid in such a way that the part of the second fluid wets the carrier surface. The pattern generated can be removed by the object if, during the relative movement between the object and the carrier, the hydrophilic or oleophobic section of the object faces closer to the carrier surface than the hydrophobic or oleophilic section and / or the hydrophilic or olephobic section in contact with the support surface is. To remove the pattern, the object and the carrier move relative to one another. This can be done in an analogous manner to the creation of the pattern described above.
Beim Verdrängen des ersten Fluids kann der hydrophobe oder oleophile Abschnitt des Objekts in direktem Kontakt mit dem ersten Fluid sein. Der hydrophobe Abschnitt bietet den Vorteil, dass das erste Fluid nicht an dem Objekt haften bleibt, sodass das Benetzen der Trägeroberfläche mit dem zweiten Fluid einfach erfolgen kann. When displacing the first fluid, the hydrophobic or oleophilic section of the object can be in direct contact with the first fluid. The hydrophobic section offers the advantage that the first fluid does not stick to the object, so that the second fluid can easily be wetting the carrier surface.
Die Vorrichtung kann eine optische Erfassungsvorrichtung zum Erfassen des ersten und/oder zweiten
Fluids aufweisen. Insbesondere kann mittels der optischen Erfassungseinrichtung ein Inhalt des ersten und/oder zweiten Fluids erfasst werden. Das erste Fluid kann wenigstens eine Zelle und/oder ein Partikel aufweisen, die mittels der optischen Erfassungsvorrichtung erfasst werden können. Insbesondere kann die optische Erfassungseinrichtung zum Erfassen wenigstens einer Zellinformation einer in dem ersten Fluid befindlichen Zelle und/oder wenigstens einer Partikelinformation eines in dem ersten Fluid befindlichen Partikels dienen. The device can be an optical detection device for detecting the first and / or second Have fluids. In particular, the content of the first and / or second fluid can be detected by means of the optical detection device. The first fluid can have at least one cell and / or one particle, which can be detected by means of the optical detection device. In particular, the optical detection device can serve to detect at least one cell information item of a cell located in the first fluid and / or at least one particle information item about a particle located in the first fluid.
Die Zellinformation und/oder Partikelinformation kann eine Information über die Position der Zelle und/oder des Partikels in dem ersten Fluid und/oder die Morphologie, wie beispielsweise die Größe und/oder Rundheit, der Zelle und/oder des Partikels und/oder über die optischen Eigenschaften der Zelle und/oder des Partikels enthalten. Die optischen Eigenschaften können den Kontrast, die Fluoreszenz und/oder die Granularität der Zelle und/oder des Partikels betreffen. Durch Auswerten der Zellinformation und/oder Partikelinformation können auf einfache Weise für den Benutzer relevante Zellen oder Partikel identifiziert und in dem Muster wenigstens teilweise eingeschlossen werden. The cell information and / or particle information can be information about the position of the cell and / or the particle in the first fluid and / or the morphology, such as the size and / or roundness, of the cell and / or the particle and / or about the contain optical properties of the cell and / or the particle. The optical properties can relate to the contrast, the fluorescence and / or the granularity of the cell and / or the particle. By evaluating the cell information and / or particle information, cells or particles relevant to the user can be identified in a simple manner and at least partially included in the pattern.
Dabei kann vor dem Erzeugen des Musters oder der Muster das die Zellen und/oder Partikel aufweisende erste Fluid auf die Trägeroberfläche des nicht zur Vorrichtung gehörenden Trägers gegeben werden. Dies ist vorteilhaft, weil das aus dem Stand der Technik bekannte zeitaufwendige Erzeugen des gitterförmigen Musters entfällt. Es muss somit nicht eine Vielzahl von Mustern erzeugt werden, sondern es können bestimmte beispielsweise für den Benutzer interessante Muster erzeugt werden. Die in den einzelnen Mustern enthaltenen Zellen und/oder Partikel können weiteren Bearbeitungsschritten unterzogen werden. In this case, before the pattern or patterns are generated, the first fluid comprising the cells and / or particles can be applied to the carrier surface of the carrier not belonging to the device. This is advantageous because the time-consuming generation of the lattice-shaped pattern known from the prior art is dispensed with. It is therefore not necessary to generate a large number of patterns, but rather certain patterns of interest to the user, for example, can be generated. The cells and / or particles contained in the individual patterns can be subjected to further processing steps.
Die optische Erfassungsvorrichtung kann eine Abbildungsvorrichtung aufweisen. Die Abbildungsvorrichtung kann eine Abbildung des Trägers, insbesondere der Trägeroberfläche, erzeugen. Die Abbildungsvorrichtung kann beispielsweise eine Kamera mit Optik sein, wobei die Optik ähnlich zu einem Mikroskop sein kann. Die Abbildungsvorrichtung und das Objekt können sich bezüglich zur Aufnahme des Trägers gegenüberliegen. Insbesondere können das Objekt oberhalb der Trägeroberfläche und die Abbildungsvorrichtung unterhalb der Trägeroberfläche angeordnet sein. Im Ergebnis wird eine kompakte und einfach aufgebaute Vorrichtung realisiert. The optical detection device can have an imaging device. The imaging device can produce an image of the carrier, in particular the carrier surface. The imaging device can for example be a camera with optics, wherein the optics can be similar to a microscope. The imaging device and the object can be opposite each other with respect to receiving the carrier. In particular, the object can be arranged above the carrier surface and the imaging device can be arranged below the carrier surface. As a result, a compact and simply constructed device is realized.
Darüber hinaus kann die optische Erfassungsvorrichtung eine Auswertevorrichtung aufweisen, die basierend auf der Abbildung die Zellinformation und/oder Partikelinformation ermittelt. Die Auswertevorrichtung kann basierend auf der Abbildung die wenigstens eine Zellinformation und/oder wenigstens eine Partikelinformation ermitteln. Insbesondere kann mittels der Auswertevorrichtung die Position der Zelle und/oder des Partikels in dem ersten Fluid ermittelt werden. Die Position der Zelle und/oder des Partikels kann durch Bestimmen von wenigstens einer optischen Eigenschaft, insbesondere von der Abbildung und/oder der Zelle und/oder des Partikels, mittels der Auswertevorrichtung ermittelt werden. Die Auswertevorrichtung kann mit der Steuervorrichtung elektrisch verbunden sein.
Die Steuervorrichtung kann basierend auf den mittels den mit der optischen Erfassungseinrichtung erfassten Daten bewirken, dass das Muster erzeugt wird. Darüber hinaus kann die Form der erzeugten Muster von den erfassten Daten abhängen. In addition, the optical detection device can have an evaluation device that determines the cell information and / or particle information based on the image. The evaluation device can determine the at least one cell information item and / or at least one particle information item based on the image. In particular, the position of the cell and / or of the particle in the first fluid can be determined by means of the evaluation device. The position of the cell and / or the particle can be determined by determining at least one optical property, in particular from the image and / or the cell and / or the particle, by means of the evaluation device. The evaluation device can be electrically connected to the control device. Based on the data acquired by means of the optical acquisition device, the control device can cause the pattern to be generated. In addition, the shape of the patterns generated can depend on the data recorded.
Dabei kann basierend auf der Zellinformation und/oder der Partikelinformation ermittelt werden, wo das wenigstens eine Muster erzeugt werden soll. Besonders vorteilhaft ist, wenn vor einem Erzeugen des Musters die Position der wenigstens einen Zelle oder des Partikels in dem ersten Fluid als Zellinformation bzw. Partikelinformation ermittelt wird. Dies bietet den Vorteil, dass auf einfache Weise bekannt ist, an welchen Stellen des Trägers die Muster erzeugt werden sollen. Insbesondere ist es nicht mehr notwendig, dass vor dem Zugeben des ersten Fluids auf die Trägeroberfläche ein gitterförmiges Muster erzeugt wird. In this case, based on the cell information and / or the particle information, it can be determined where the at least one pattern is to be generated. It is particularly advantageous if, before the pattern is generated, the position of the at least one cell or of the particle in the first fluid is determined as cell information or particle information. This offers the advantage that it is known in a simple manner at which points on the carrier the patterns are to be generated. In particular, it is no longer necessary for a grid-shaped pattern to be generated before the first fluid is added to the carrier surface.
Alternativ oder zusätzlich können anhand der Zellinformationen und/oder Partikelinformationen ganz besonders relevante Zellen und/oder Partikel ausgewählt werden und nur die ausgewählten Zellen oder Partikel mittels des Teils des zweiten Fluids umschlossen werden und/oder nur Muster erzeugt werden, die die ausgewählten Zellen und/oder Partikel wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, umschließen. Alternatively or additionally, particularly relevant cells and / or particles can be selected using the cell information and / or particle information and only the selected cells or particles are enclosed by means of the part of the second fluid and / or only patterns are generated which the selected cells and / or or at least partially, in particular completely, enclose particles.
Die Ermittlung der Zellinformation und/oder Partikelinformation kann automatisch erfolgen, beispielsweise mittels der optischen Erfassungsvorrichtung. Dadurch reduziert sich der Arbeitsaufwand für den Benutzer der Vorrichtung, weil dieser beispielswiese die Position der Zellen oder Partikel nicht mehr selbst händisch ermitteln muss. The cell information and / or particle information can be determined automatically, for example by means of the optical detection device. This reduces the workload for the user of the device because he no longer has to manually determine the position of the cells or particles himself, for example.
Bei einer besonderen Ausführung kann vor einem Erzeugen des Musters basierend auf der erfassten Zellinformation und/oder Partikelinformation der Träger bewegt werden. Der Träger kann derart bewegt werden, dass die wenigstens eine Zelle und/oder das wenigstens eine Partikel in eine neue Position bewegt wird. Insbesondere kann basierend auf der erfassten Zellinformation der Träger geschüttelt oder gerüttelt werden und/oder das erste Fluid kann gemischt werden, damit die wenigstens eine Zelle und/oder dass wenigstens eine Partikel in eine neue Position bewegt wird. In a particular embodiment, the carrier can be moved before the pattern is generated based on the detected cell information and / or particle information. The carrier can be moved in such a way that the at least one cell and / or the at least one particle is moved into a new position. In particular, based on the detected cell information, the carrier can be shaken or shaken and / or the first fluid can be mixed so that the at least one cell and / or that at least one particle is moved into a new position.
Vor einem Erzeugen des Bereichs kann basierend auf der erfassten Zellinformation und/oder Partikelinformation der Träger bewegt werden. Insbesondere kann die Trägeroberfläche derart bewegt werden, dass die wenigstens eine Zelle und/oder das wenigstens eine Partikel in eine neue Position bewegt werden. Der Träger kann geschüttelt oder gerüttelt und/oder die erste Flüssigkeit gemischt werden, um die Zelle oder das Partikel in dem ersten Fluid umzupositionieren. Der Träger wird vorzugsweise dann bewegt, wenn durch die Auswertevorrichtung ermittelt wird, dass einige Zellen und/oder Partikel aneinander haften und/oder zu nah zueinander angeordnet sind. Im Ergebnis soll durch Bewegen des Trägers eine homogene Verteilung der Zellen und/oder Partikel in dem ersten Fluid realisiert werden.
Nach einem Erzeugen des Bereichs kann ein Restbereich des ersten Fluids entfernt werden, der keine Zellen aufweist. Dadurch verbleiben auf der Trägeroberfläche lediglich die die Zellen und/oder Partikel aufweisenden Bereiche, sodass für den Benutzer unmittelbar ersichtlich ist, in welchen Bereichen des Trägers sich die Zellen und/oder Partikel befinden. Zum wenigstens teilweisen Entfernen des Restbereichs kann die Vorrichtung eine Entfernvorrichtung aufweisen. Das Entfernen des Restbereichs kann durch Aufsaugen der Restbereiche und/oder Wegspülen der Restbereiche realisiert werden. Insbesondere kann das erste Fluid und das zweite Fluid des Restbereichs entfernt werden. Before the area is generated, the carrier can be moved based on the acquired cell information and / or particle information. In particular, the carrier surface can be moved in such a way that the at least one cell and / or the at least one particle are moved into a new position. The carrier can be shaken or shaken and / or the first liquid mixed to reposition the cell or particle in the first fluid. The carrier is preferably moved when it is determined by the evaluation device that some cells and / or particles adhere to one another and / or are arranged too close to one another. As a result, a homogeneous distribution of the cells and / or particles in the first fluid should be achieved by moving the carrier. After the area has been created, a residual area of the first fluid that has no cells can be removed. As a result, only the areas containing the cells and / or particles remain on the carrier surface, so that the user can immediately see in which areas of the carrier the cells and / or particles are located. For at least partial removal of the remaining area, the device can have a removal device. The remaining area can be removed by sucking up the remaining areas and / or rinsing away the remaining areas. In particular, the first fluid and the second fluid of the remaining area can be removed.
Bei einer besonderen Ausführung kann der Bereich in wenigstens zwei Teilbereiche aufgeteilt werden. Dies bietet sich beispielsweise an, nachdem ein Zellwachstum erfolgt ist. Durch die Teilung des Bereichs kann ein Teil der Zellen separat von dem anderen Teil der Zellen untersucht werden. Die Teilung des Bereichs kann erfolgen, indem das erste Fluid des Bereichs derart verdrängt wird, dass ein Teil des zweiten Fluids des Bereichs die Trägeroberfläche benetzt. Dabei kann das erste Fluid durch das Objekt verdrängt werden. In a special embodiment, the area can be divided into at least two sub-areas. This is useful, for example, after cells have grown. By dividing the area, part of the cells can be examined separately from the other part of the cells. The division of the region can take place in that the first fluid of the region is displaced in such a way that part of the second fluid of the region wets the carrier surface. The first fluid can be displaced by the object.
Von Vorteil ist auch, wenn ein Reagenz in einen eine Zelle aufweisenden Bereich eingegeben wird. Dadurch kann ein Zellwachstum innerhalb des Bereichs auf einfache Weise gefördert oder gestoppt werden. Insbesondere können auch Reagenzien zur Analyse der Zelle oder anderer Bestandteile des Bereichs eingegeben werden. Die Zugabe der Reagenz kann durch eine Dispensiervorrichtung erfolgen. Dabei kann eine kompakte Vorrichtung realisiert werden, wenn die Entfernvorrichtung und die Dispensiervorrichtung als eine Baueinheit ausgeführt sind. It is also advantageous if a reagent is entered into an area containing a cell. This enables cell growth within the area to be promoted or stopped in a simple manner. In particular, reagents for analyzing the cell or other components of the area can also be entered. The reagent can be added using a dispensing device. A compact device can be implemented if the removal device and the dispensing device are designed as one structural unit.
Darüber hinaus kann der eine Zelle aufweisende Bereich, insbesondere nach einer vorgegebenen Zeitdauer, abgesaugt werden. Die abgesaugten Zellen können dann beispielsweise in einem Bioreaktor oder einer Mikrotiterplatte weiterverarbeitet werden. Das wenigstens teilweise Absaugen kann durch die Entfernvorrichtung erfolgen. Alternativ ist es möglich, dass eine separate Absaugvorrichtung vorhanden ist. In addition, the area having a cell can be suctioned off, in particular after a predetermined period of time. The extracted cells can then be processed further, for example in a bioreactor or a microtiter plate. The at least partial suction can be carried out by the removal device. Alternatively, it is possible that a separate suction device is available.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder der erfindungsgemäßen Vorrichtung und/oder Systems können mehrere Muster erzeugt werden. Dies bietet sich an, wenn mehrere Zellen in dem ersten Fluid angeordnet sind. In diesem Fall werden die mehreren Muster so erzeugt, dass jeder der mehreren Muster wenigstens eine, insbesondere genau eine einzige Zelle und/oder wenigstens ein Partikel, insbesondere genau ein einziges Partikel, aufweist. Die mehreren Muster können zueinander benachbart angeordnet sein, also nur durch den Teil des zweiten Fluids voneinander getrennt sein, der die Trägeroberfläche benetzt. Alternativ können die mehreren Muster durch einen das erste Fluid aufweisenden Restbereich voneinander getrennt sein, der keine Zellen oder Partikel enthält. Dabei erfolgt die Trennung zwischen dem Restbereich und den mehreren Mustern ebenfalls mittels des Teils des zweiten Fluids, der die Trägeroberfläche benetzt.
Die mehreren Muster können unterschiedliche Querschnitte aufweisen. Insbesondere können sich die mehreren Muster in der Form und/oder der Größe der Querschnitte voneinander unterscheiden. Dies bietet den Vorteil, dass ein der Zelle jeweils passendes Muster erzeugt werden kann. Dies ist notwendig, weil wie zuvor beschrieben wurde, unterschiedliche Zellen beispielsweise unterschiedliche Volumina benötigen, um wachsen zu können. Alternativ können die mehreren Muster den gleichen Querschnitt aufweisen. Der Querschnitt entspricht dabei einer das Muster aufweisenden Ebene, die parallel zu der Trägeroberfläche verläuft. Darüber hinaus können sich die mehreren Muster in ihrer Ausbildung entlang einer Normalen zur Trägeroberfläche voneinander unterscheiden. A plurality of patterns can be generated by means of the method according to the invention and / or the device and / or system according to the invention. This is useful when a plurality of cells are arranged in the first fluid. In this case, the multiple patterns are generated in such a way that each of the multiple patterns has at least one, in particular precisely one single cell and / or at least one particle, in particular precisely one single particle. The plurality of patterns can be arranged adjacent to one another, that is to say separated from one another only by the part of the second fluid which wets the carrier surface. Alternatively, the plurality of patterns can be separated from one another by a residual region which has the first fluid and which does not contain any cells or particles. The separation between the remaining area and the plurality of patterns also takes place by means of the part of the second fluid that wets the carrier surface. The multiple patterns can have different cross-sections. In particular, the multiple patterns can differ from one another in the shape and / or the size of the cross-sections. This offers the advantage that a pattern that matches the cell can be generated. This is necessary because, as previously described, different cells require different volumes, for example, in order to be able to grow. Alternatively, the multiple patterns can have the same cross-section. The cross section corresponds to a plane having the pattern and running parallel to the carrier surface. In addition, the several patterns can differ from one another in their formation along a normal to the carrier surface.
Es können mehrere Objekte vorhanden sein. Die mehreren Objekte können in einen Innenraum des Trägers zugegeben werden, um, insbesondere zeitgleich, mehrere Muster zu erzeugen. Dadurch können die Muster schneller erzeugt werden. There can be multiple objects. The multiple objects can be added to an interior space of the carrier in order, in particular at the same time, to generate multiple patterns. This allows the patterns to be generated more quickly.
Die Vorrichtung kann mehrere Krafterzeugungsmittel aufweisen. Die Krafterzeugungsmittel können jeweils eine Kraft erzeugen, die zur Erzeugung des Musters jeweils auf eines der Objekte wirkt. Dadurch kann die oben beschriebene zeitgleiche Erzeugung mehrerer Muster auf einfache Weise erfolgen. The device can have several force generating means. The force generating means can each generate a force which acts on one of the objects to generate the pattern. As a result, the above-described simultaneous generation of several patterns can be carried out in a simple manner.
Die mehreren Kräfte rzeugungsmittel können ringförmig angeordnet sein. Insbesondere können die ringförmig angeordneten Krafterzeugungsmittel einen Teil der optischen Erfassungsvorrichtung, insbesondere einen Teil der Abbildungsvorrichtung, und/oder den Träger umschließen. Dadurch kann eine kompakt ausgebildete Vorrichtung realisiert werden. Durch Ansteuern der einzelnen Krafterzeugungsmittel kann ein Kraftfeld, insbesondere Magnetfeld, erzeugt werden, wodurch das Objekt bewegt wird. Im Ergebnis kann das Objekt relativ zu dem Träger bewegt werden, ohne dass der Träger relativ zu dem Kraftübertragungsmittel bewegt werden muss. Darüber hinaus können die Krafterzeugungsmittel mit der optischen Erfassungsvorrichtung fest verbunden sein, sodass bei einem Verstellen der optischen Erfassungsvorrichtung die Krafterzeugungsmittel ebenfalls bewegt werden. The plurality of force generating means can be arranged in a ring. In particular, the annularly arranged force generating means can enclose part of the optical detection device, in particular part of the imaging device, and / or the carrier. As a result, a compact device can be realized. By controlling the individual force-generating means, a force field, in particular a magnetic field, can be generated, as a result of which the object is moved. As a result, the object can be moved relative to the carrier without the carrier having to be moved relative to the force transmission means. In addition, the force generating means can be firmly connected to the optical detection device, so that the force generating means are also moved when the optical detection device is adjusted.
Alternativ oder zusätzlich kann die Vorrichtung ein Krafterzeugungsmittelarray aufweisen, das mehrere Krafterzeugungsmittel aulweist. Die mehreren Krafterzeugungsmittel können im Krafterzeugungsmittelarray matrixförmig angeordnet sein. Die matrixförmige Anordnung der Krafterzeugungsmittel bietet den Vorteil, dass durch Verändern des Kraftfelds das Objekt parallel zur Trägeroberfläche bewegt werden kann, ohne dass der Träger und das Krafterzeugungsmittel relativ zueinander bewegt werden müssen. Die matrixförmig angeordneten Kraftübertragungsmittel können Dauermagneten und/oder Elektromagneten sein. As an alternative or in addition, the device can have a force generating means array which has a plurality of force generating means. The plurality of force generating means can be arranged in the form of a matrix in the force generating means array. The matrix-like arrangement of the force generating means offers the advantage that by changing the force field, the object can be moved parallel to the carrier surface without the carrier and the force generating means having to be moved relative to one another. The force transmission means arranged in the form of a matrix can be permanent magnets and / or electromagnets.
Das Krafterzeugungsmittelarray kann als Hallbacharray ausgebildet sein. Dies bietet den Vorteil, dass ein Kraftfeld erzeugt werden kann, mittels dem das Objekt von einem Mustererzeugungszustand in einen Ausgangszustand bewegt wird. Bei dem Mustererzeugungszustand ist das Objekt derart angeordnet, dass das zweiten Fluid die Trägeroberfläche benetzen kann. Dagegen ist das Objekt beim Ausgangszustand derart angeordnet, dass das Muster nicht erzeugt werden kann. Das Flallbacharray
weist somit den Vorteil auf, dass das Objekt nicht mehr derart ausgebildet werden muss, dass es nach dem Erzeugen des Musters selbsttätig in den Ausgangszustand übergeht. Die Vorrichtung kann zusätzlich zudem Hallbacharray weitere Krafterzeugungsmittel aufweisen, die beispielsweise ringförmig, insbesondere um den Träger angeordnet sind. Die Krafterzeugungsmittel können angesteuert werden, damit ein Kraftfeld erzeugt wird, das ein Bewegen des Objekts relativ zu dem Träger ermöglicht. The force generating means array can be designed as a Hallbach array. This offers the advantage that a force field can be generated by means of which the object is moved from a pattern generation state into an initial state. In the pattern generation state, the object is arranged in such a way that the second fluid can wet the carrier surface. In contrast, in the initial state, the object is arranged in such a way that the pattern cannot be generated. The Flallbach array thus has the advantage that the object no longer has to be designed in such a way that it automatically changes to the initial state after the pattern has been generated. In addition, the device can also have further force-generating means, which are arranged, for example, in a ring shape, in particular around the carrier. The force generating means can be controlled so that a force field is generated which enables the object to be moved relative to the carrier.
Das Muster kann einen geschlossenen Bereich aufweisen. Als geschlossener Bereich wird ein Bereich auf der Trägeroberfläche verstanden, der von dem Restabschnitt des ersten Fluids fluidisch getrennt ist. Insbesondere ist das in dem Bereich befindliche erste Fluid fluidisch von dem im Restabschnitt befindlichen ersten Fluid getrennt. Die Trennung kann dabei, wie zuvor beschrieben wurde, wenigstens teilweise durch den Teil des zweiten Fluids erfolgen. So kann der geschlossene Bereich zusätzlich zu dem zweiten Fluid durch wenigstens eine Seitenwand des Trägers und/oder die Trägeroberfläche begrenzt werden. Der geschlossene Bereich kann wenigstens eine Zelle, insbesondere genaue eine einzige Zelle, und/oder wenigstens ein Partikel, insbesondere genau ein einziges Partikel, aufweisen. Es ist jedoch alternativ möglich, dass der Bereich eine vordefinierte Anzahl oder keine Zelle und/oder kein Partikel aufweist. The pattern can have a closed area. A closed area is understood to mean an area on the carrier surface that is fluidically separated from the remaining portion of the first fluid. In particular, the first fluid located in the area is fluidically separated from the first fluid located in the remaining section. The separation can, as described above, take place at least partially through the part of the second fluid. Thus, in addition to the second fluid, the closed area can be delimited by at least one side wall of the carrier and / or the carrier surface. The closed area can have at least one cell, in particular precisely one single cell, and / or at least one particle, in particular precisely one single particle. However, it is alternatively possible for the area to have a predefined number or no cells and / or no particles.
Der geschlossene Bereich kann ein sehr kleines Volumen, beispielsweise ein Volumen zwischen 0,5 nl (Nanoliter) und 10 pl (Mikroliter), aufweisen. Bereiche mit einem derartig kleinen Volumen ermöglich, dass bei bestimmten Zellen ein Zellwachstum erfolgen kann. Dies ergibt sich, weil manche Zellen nur wachsen können, wenn deren Konzentration in dem ersten Fluid nicht zu gering ist. Die Zellen selber weisen ein kleineres Volumen als der Bereich auf. Gleichermaßen weisen die Partikel ein kleineres Volumen als der Bereich auf, wobei die Partikel Glas- oder Polymerkügelchen sein können, die in das erste Fluid eingegeben sind. The closed area can have a very small volume, for example a volume between 0.5 nl (nanoliters) and 10 pl (microliters). Enables areas with such a small volume that cell growth can take place in certain cells. This arises because some cells can only grow if their concentration in the first fluid is not too low. The cells themselves have a smaller volume than the area. Likewise, the particles have a smaller volume than the region, it being possible for the particles to be glass or polymer beads which are introduced into the first fluid.
Von besonderem Vorteil ist eine Vorrichtung, die zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist. Außerdem ist ein System von Vorteil, das die erfindungsgemäße Vorrichtung und wenigstens ein Objekt, insbesondere mehrere Objekte, und/oder den Träger aufweist, der das erste Fluid und das zweite Fluid aufnimmt, wobei das zweite Fluid mit dem ersten Fluid nicht mischbar ist und das erste Fluid wenigstens teilweise bedeckt. Der Träger kann von der Vorrichtung aufgenommen werden. A device which is suitable for carrying out the method according to the invention is particularly advantageous. In addition, a system is advantageous that has the device according to the invention and at least one object, in particular several objects, and / or the carrier that receives the first fluid and the second fluid, the second fluid being immiscible with the first fluid and the first fluid at least partially covered. The carrier can be received by the device.
Von besonderem Vorteil ist ein Computerprogramm, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Außerdem ist ein Datenträger vorteilhaft, auf dem das erfindungsgemäße Computerprogramm gespeichert ist. Darüber hinaus ist ein Datenträgersignal von Vorteil, das ein erfindungsgemäßes Computerprogramm überträgt. A computer program is particularly advantageous which comprises commands which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out the method according to the invention. In addition, a data carrier on which the computer program according to the invention is stored is advantageous. In addition, a data carrier signal that transmits a computer program according to the invention is advantageous.
In den Figuren ist der Erfindungsgegenstand schematisch dargestellt, wobei gleiche oder gleichwirkende Elemente zumeist mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigt:
Fig. 1 einen Träger mit einem ersten Fluid und einem zweiten Fluid, The subject matter of the invention is shown schematically in the figures, elements that are the same or have the same effect in most cases being provided with the same reference symbols. It shows: 1 shows a carrier with a first fluid and a second fluid,
Fig. 2 eine Seitenansicht auf einen Teil eines erfindungsgemäßen Systems gemäß einer ersten2 shows a side view of part of a system according to the invention according to a first one
Ausführung vor einem Erzeugen eines Musters, Execution before generating a pattern,
Fig. 3 eine Seitenansicht auf einen Teil des erfindungsgemäßen Systems gemäß der ersten3 shows a side view of part of the system according to the invention according to the first
Ausführung, bei dem ein Muster gemäß einer ersten Betriebsart erzeugt wird, Execution in which a pattern is generated according to a first operating mode,
Fig. 4 eine Seitenansicht auf einen Teil des erfindungsgemäßen Systems gemäß der ersten4 shows a side view of part of the system according to the invention according to the first
Ausführung, bei dem ein Muster gemäß einer zweiten Betriebsart erzeugt wird, Execution in which a pattern is generated according to a second operating mode,
Fig. 5 eine Seitenansicht auf einen Teil des erfindungsgemäßen Systems gemäß einer zweiten Ausführung, bei dem das Objekt relativ zu dem Träger bewegt wird, 5 shows a side view of part of the system according to the invention according to a second embodiment, in which the object is moved relative to the carrier,
Fig. 6 eine Seitenansicht auf einen Teil des erfindungsgemäßen Systems gemäß einer zweiten Ausführung, bei dem ein Muster erzeugt wird, 6 shows a side view of part of the system according to the invention according to a second embodiment, in which a pattern is generated,
Fig. 7 eine Seitenansicht auf einen Teil des erfindungsgemäßen Systems gemäß einer zweiten Ausführung, bei der ein Muster entfernt wird, 7 shows a side view of part of the system according to the invention according to a second embodiment, in which a pattern is removed,
Fig. 8 eine Seitenansicht auf einen Teil des erfindungsgemäßen Systems gemäß einer dritten Ausführung, bei der mehrere Objekte zum Erzeugen von Mustern eingesetzt werden, 8 shows a side view of part of the system according to the invention according to a third embodiment, in which several objects are used to generate patterns,
Fig. 9 eine Draufsicht auf ein Krafterzeugungsmittelarray und 9 shows a plan view of a force generating means array and
Fig. 10 eine Draufsicht auf einen Träger, nachdem mehrere Muster erzeugt wurden. Fig. 10 is a plan view of a carrier after multiple patterns have been created.
Figur 1 zeigt einen Träger 3, der als Behältnis ausgeführt ist. Der Träger 3 enthält ein erstes Fluid 4 und ein mit dem ersten Fluid 4 nicht mischbares zweites Fluid 5. Das erste Fluid 4 enthält mehrere Zellen 1 . Es sind auch Ausführungen denkbar, bei denen das erste Fluid 4 alternativ oder zusätzlich Partikel enthält. In den Träger 3 wird das erste Fluid 4 und das zweite Fluid 5 zugegeben. Vorzugsweise kann das erste Fluid 4 vor dem zweiten Fluid 5 zugegeben werden. Das zweite Fluid 5 ist auf dem ersten Fluid 4 angeordnet und bedeckt dieses innerhalb des Trägers 3 vollständig. Figure 1 shows a carrier 3, which is designed as a container. The carrier 3 contains a first fluid 4 and a second fluid 5 that is immiscible with the first fluid 4. The first fluid 4 contains a plurality of cells 1. Designs are also conceivable in which the first fluid 4 alternatively or additionally contains particles. The first fluid 4 and the second fluid 5 are added to the carrier 3. The first fluid 4 can preferably be added before the second fluid 5. The second fluid 5 is arranged on the first fluid 4 and completely covers it within the carrier 3.
Figur 2 zeigt eine Seitenansicht auf einen Teil eines erfindungsgemäßen Systems 20 vor einem Erzeugen eines Musters. Das System 20 weist eine Vorrichtung 10 und den Träger 3 auf. Darüber hinaus weist das System 20 ein Objekt 6 auf, das in den Träger 3 zugegeben wird. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, ist der Träger 3 auf einer Aufnahme 13 der Vorrichtung 10 angeordnet. Das Objekt 6 ist oberhalb der Trägeroberfläche 7 positioniert. Dabei ist das Objekt 6 derart positioniert, dass es nicht in Kontakt mit dem ersten und/oder zweiten Fluid 4, 5 ist. Das Objekt 6 kann eine Teflonschicht aufweisen und ist somit
hydrophob. Darüber hinaus ist das Objekt 6 magnetisch. Das Objekt 6 ist in dem Ausführungsbeispiel als Kugel ausgebildet. Jedoch kann das Objekt 6 auch andere Ausbildungen aufweisen. FIG. 2 shows a side view of part of a system 20 according to the invention before a pattern is generated. The system 20 has a device 10 and the carrier 3. In addition, the system 20 has an object 6 that is added to the carrier 3. As can be seen from FIG. 2, the carrier 3 is arranged on a receptacle 13 of the device 10. The object 6 is positioned above the carrier surface 7. The object 6 is positioned in such a way that it is not in contact with the first and / or second fluid 4, 5. The object 6 can have a Teflon layer and is therefore hydrophobic. In addition, the object 6 is magnetic. The object 6 is designed as a sphere in the exemplary embodiment. However, the object 6 can also have other configurations.
Die Vorrichtung 10 weist eine optische Erfassungsvorrichtung 25 auf. Die optische Erfassungsvorrichtung 25 weist eine Abbildungsvorrichtung 11 auf, mittels der eine optische Abbildung des Trägers 3, insbesondere einer Trägeroberfläche 7, erzeugt werden kann. Die Abbildungsvorrichtung 11 und das Objekt 6 liegen sich bezüglich der Aufnahme 13 der Vorrichtung 10 gegenüber. Darüber hinaus weist die optische Erfassungsvorrichtung 25 eine Auswertevorrichtung 12 auf. Die Abbildungsvorrichtung 11 ist mit der Auswertevorrichtung 12 elektrisch verbunden. Die Auswertevorrichtung 12 dient zum Ermitteln von Zellinformationen, wie beispielsweise der Position der in dem ersten Fluid 4 befindlichen Zellen 1 auf der Trägeroberfläche 7. The device 10 has an optical detection device 25. The optical detection device 25 has an imaging device 11, by means of which an optical image of the carrier 3, in particular a carrier surface 7, can be generated. The imaging device 11 and the object 6 are opposite one another with respect to the receptacle 13 of the device 10. In addition, the optical detection device 25 has an evaluation device 12. The imaging device 11 is electrically connected to the evaluation device 12. The evaluation device 12 serves to determine cell information, such as, for example, the position of the cells 1 located in the first fluid 4 on the carrier surface 7.
Die Vorrichtung 10 weist außerdem ein Krafterzeugungsmittel 28 auf, mittels dem eine auf das Objekt 6 wirkende Kraft erzeugt werden kann. Dabei sind das Krafterzeugungsmittel 28 und das Objekt 6 derart angeordnet und ausgebildet, dass die Kraftübertragung von dem Krafterzeugungsmittel 28 auf das Objekt 6 kontaktlos erfolgt. Dabei kann das Krafterzeugungsmittel 28 einen Elektromagneten aufweisen, mittels dem eine elektromagnetische Kraft auf das Objekt 6 ausgeübt wird. Im Ergebnis wird somit die Kraft über ein durch das Krafterzeugungsmittel 28 erzeugtes Magnetfeld auf das Objekt 6 übertragen. Das Krafterzeugungsmittel 28 und das Objekt 6 liegen sich bezüglich der Aufnahme 13 gegenüber. Insbesondere ist die Trägeroberfläche 7 zwischen dem Krafterzeugungsmittel 28 und dem Objekt 6 angeordnet. Es besteht somit keine feste und/oder starre Verbindung zwischen dem Krafterzeugungsmittel 28 und dem Objekt 6. The device 10 also has a force generating means 28 by means of which a force acting on the object 6 can be generated. The force generating means 28 and the object 6 are arranged and designed in such a way that the force transmission from the force generating means 28 to the object 6 takes place without contact. The force generating means 28 can have an electromagnet by means of which an electromagnetic force is exerted on the object 6. As a result, the force is thus transmitted to the object 6 via a magnetic field generated by the force generating means 28. The force generating means 28 and the object 6 are opposite one another with respect to the receptacle 13. In particular, the carrier surface 7 is arranged between the force generating means 28 and the object 6. There is thus no fixed and / or rigid connection between the force generating means 28 and the object 6.
Die Vorrichtung 10 weist eine Verfahrvorrichtung 26 auf, die die optische Erfassungsvorrichtung 25 und/oder die Aufnahme 13 und/oder das Krafterzeugungsmittel 28 entlang wenigstens einer der Richtungen x, y, z verfahren kann. Insbesondere kann die Verfahrvorrichtung 26 zum Erzeugen eines nachstehend näher beschriebenen Musters 2 das Krafterzeugungsmittel 28 und/oder den Träger 3 basierend auf den durch die Auswertevorrichtung 12 ermittelten Zellinformation verfahren. The device 10 has a displacement device 26 which can move the optical detection device 25 and / or the receptacle 13 and / or the force generating means 28 along at least one of the directions x, y, z. In particular, the displacement device 26 can move the force generating means 28 and / or the carrier 3 based on the cell information determined by the evaluation device 12 in order to generate a pattern 2, which is described in more detail below.
Die Vorrichtung 10 weist außerdem eine Entfernvorrichtung 14 auf. Mittels der Entfernvorrichtung 14 können die erzeugten Muster und/oder andere Abschnitte abgesaugt werden. The device 10 also has a removal device 14. The generated patterns and / or other sections can be suctioned off by means of the removal device 14.
Die Vorrichtung 10 weist außerdem eine Steuervorrichtung 31 auf. Die Steuervorrichtung 31 ist mit der Verfahrvorrichtung 26, der optischen Erfassungseinrichtung 25, dem Krafterzeugungsmittel 28 und der Entfernvorrichtung 14 elektrisch verbunden. The device 10 also has a control device 31. The control device 31 is electrically connected to the displacement device 26, the optical detection device 25, the force generating means 28 and the removal device 14.
Figur 3 zeigt eine Seitenansicht auf einen Teil des erfindungsgemäßen Systems 20. Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführung wurde im Vergleich zu der in Figur 2 dargestellten Ausführung die Entfernvorrichtung 14 weggelassen. Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführung wird ein Muster 2 gemäß einer ersten Betriebsart des Objekts 6 erzeugt. Im Folgenden wird der Ablauf zum Erzeugen des Musters
erläutert. FIG. 3 shows a side view of part of the system 20 according to the invention. In the embodiment shown in FIG. 3, the removal device 14 has been omitted compared to the embodiment shown in FIG. In the embodiment shown in FIG. 3, a pattern 2 is generated in accordance with a first operating mode of the object 6. The following is the procedure for creating the pattern explained.
Das Objekt 6 wird in einen Innenraum des Trägers 3 derart zugeführt, dass es in Kontakt mit dem zweiten Fluid 5 ist und oberhalb der Trägeroberfläche 7 angeordnet ist. Vor einer Kraftausübung von dem Krafterzeugungsmittel 28 auf das Objekt 6 wird mittels der optischen Erfassungsvorrichtung 25 die Zellinformation ermittelt. Insbesondere werden die Abschnitte der Trägeroberfläche 7 ermittelt, bei denen die Zellen 1 angeordnet ist. The object 6 is fed into an interior space of the carrier 3 in such a way that it is in contact with the second fluid 5 and is arranged above the carrier surface 7. Before force is exerted by the force generating means 28 on the object 6, the cell information is determined by means of the optical detection device 25. In particular, the sections of the carrier surface 7 in which the cells 1 are arranged are determined.
Anschließend steuert die Steuervorrichtung 31 das Krafterzeugungsmittel 28 derart, dass durch das von dem Krafterzeugungsmittel erzeugte Magnetfeld eine Kraft auf das Objekt 6 wirkt, die bewirkt, dass sich das Objekt 6 entgegengesetzt zur y-Richtung in Richtung zur Trägeroberfläche 7 bewegt. Dabei verdrängt das Objekt 6 das erste Fluid 4 derart, dass ein Teil des zweiten Fluids 5 die Trägeroberfläche 7 benetzt. Nach Benetzen der Trägeroberfläche 7 durch einen Teil des zweiten Fluids 5 werden das ObjektThe control device 31 then controls the force generating means 28 in such a way that the magnetic field generated by the force generating means acts on the object 6, causing the object 6 to move opposite to the y-direction in the direction of the carrier surface 7. The object 6 displaces the first fluid 4 in such a way that part of the second fluid 5 wets the carrier surface 7. After wetting the carrier surface 7 by part of the second fluid 5, the object
6 und der Träger in Richtung x und/oder z relativ zueinander bewegt, um das gewünschte Muster zu erzeugen. Insbesondere wird ein Muster 2 erzeugt, das die Zelle 1 wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, umschließt. Die Relativbewegung zwischen dem Objekt 6 und dem Träger 3 in den Richtungen x und/oder z wird dadurch erreicht, dass das Krafterzeugungsmittel 28 und/oder der Träger 3 relativ zueinander bewegt werden. Dabei kann das Krafterzeugungsmittel 28 und/oder der Träger 3 durch die Verfahrvorrichtung 26 verfahren werden. Auch bei der Relativbewegung zwischen dem Objekt 6 und dem Träger 3 entlang der Richtungen z und/oder x wird das erste Fluid 4 durch das Objekt 6 verdrängt, sodass das zweite Fluid 5 die Trägeroberfläche 7 benetzt. 6 and the carrier is moved in the direction x and / or z relative to one another in order to generate the desired pattern. In particular, a pattern 2 is generated which at least partially, in particular completely, encloses the cell 1. The relative movement between the object 6 and the carrier 3 in the directions x and / or z is achieved in that the force generating means 28 and / or the carrier 3 are moved relative to one another. The force generating means 28 and / or the carrier 3 can be moved by the moving device 26. The first fluid 4 is also displaced by the object 6 during the relative movement between the object 6 and the carrier 3 along the directions z and / or x, so that the second fluid 5 wets the carrier surface 7.
Bei dieser Betriebsart drückt das Objekt 6 den Teil des zweiten Fluids 5 in Richtung zur TrägeroberflächeIn this operating mode, the object 6 presses the part of the second fluid 5 in the direction of the carrier surface
7 bis der Teil des zweiten Fluids 5 die Trägeroberfläche 7 benetzt. Somit gelangt das Objekt 6 nicht in direkten Kontakt mit der Trägeroberfläche 7. Wie aus Figur 3 ersichtlich ist, ist der Teil des zweiten Fluids 5 zwischen dem Objekt 6 und der Trägeroberfläche 7 angeordnet. 7 until the part of the second fluid 5 wets the carrier surface 7. The object 6 therefore does not come into direct contact with the carrier surface 7. As can be seen from FIG. 3, the part of the second fluid 5 is arranged between the object 6 and the carrier surface 7.
Bei der in Figur 3 dargestellten Ausführung ist das Muster 2 mittels des Teils des zweiten Fluids 15 von einem Restabschnitt 18 fluidisch getrennt ist, wobei der Restabschnitt 18 das erste Fluid 4 mit den mehreren Zellen 1 aufweist. Die fluidische Trennung erfolgt derart, dass das in dem Bereich 2 befindliche erste Fluid 4 mit dem im Restabschnitt 18 befindlichen ersten Fluid 4 fluidisch nicht verbunden ist. In the embodiment shown in FIG. 3, the pattern 2 is fluidically separated from a remaining section 18 by means of the part of the second fluid 15, the remaining section 18 having the first fluid 4 with the multiple cells 1. The fluidic separation takes place in such a way that the first fluid 4 located in the area 2 is not fluidically connected to the first fluid 4 located in the remaining section 18.
Figur 4 zeigt eine Seitenansicht auf einen Teil des erfindungsgemäßen Systems 20 gemäß der in Figur 2 gezeigten ersten Ausführung, wobei bei der in Figur 4 gezeigten Ausführung die Entfernvorrichtung 14 ebenfalls weggelassen ist. Bei der in Figur 4 dargestellten Ausführung wird ein Muster 2 gemäß einer zweiten Betriebsart des Objekts 6 erzeugt. Im Folgenden wird der Ablauf zum Erzeugen des Musters erläutert. FIG. 4 shows a side view of part of the system 20 according to the invention according to the first embodiment shown in FIG. 2, the removal device 14 also being omitted in the embodiment shown in FIG. In the embodiment shown in FIG. 4, a pattern 2 is generated in accordance with a second operating mode of the object 6. The following explains the process for generating the pattern.
Nach Zugabe des Objekts 6 in den Innenraum des Trägers 3 und vor einer Kraftausübung von dem Krafterzeugungsmittel 28 auf das Objekt 6 wird mittels der optischen Erfassungsvorrichtung 25 die
Zellinformation ermittelt. Insbesondere werden die Abschnitte der Trägeroberfläche 7 ermittelt, bei denen die Zellen 1 angeordnet ist. After the object 6 has been added to the interior of the carrier 3 and before a force is exerted by the force generating means 28 on the object 6, the optical detection device 25 is used to measure the Cell information determined. In particular, the sections of the carrier surface 7 in which the cells 1 are arranged are determined.
Anschließend steuert die Steuervorrichtung 31 das Krafterzeugungsmittel 28 derart, dass eine Kraft auf das Objekt 6 wirkt, die eine Bewegung des Objekts 6 entgegengesetzt zur Richtung y in Richtung zur Trägeroberfläche 7 bewirkt. Bei der zweiten Betriebsart wird das Objekt 6 derart bewegt, dass es bei seiner Bewegung durch das zweite Fluid 5 hindurch tritt und das erste und zweite Fluid 4, 5 verdrängt. Dabei gelangt das Objekt 6 in direktem Kontakt mit der Trägeroberfläche 7. The control device 31 then controls the force generating means 28 in such a way that a force acts on the object 6, which brings about a movement of the object 6 opposite to the direction y in the direction of the carrier surface 7. In the second operating mode, the object 6 is moved in such a way that it passes through the second fluid 5 during its movement and displaces the first and second fluids 4, 5. The object 6 comes into direct contact with the carrier surface 7.
Nachdem das Objekt 6 die Trägeroberfläche 7 kontaktiert, werden das Objekt 6 und der Träger 3 in der Richtung x und/oder z relativ zueinander verfahren, um das Muster 2 zu erzeugen. Insbesondere wird ein Muster erzeugt, dass die Zelle 1 wenigstens teilweise, insbesondere vollständig, umschließt. Bei der Relativbewegung zwischen dem Objekt 6 und dem Träger 3 entlang der x und/oder z Richtung wird das erste Fluid 4 ebenfalls verdrängt. Ein Teil des zweiten Fluids 5 strömt, insbesondere entlang des Objekts, in den durch das Objekt 6 verdrängten Abschnitt des ersten Fluids 4 und benetzt somit die Trägeroberfläche 7. After the object 6 makes contact with the carrier surface 7, the object 6 and the carrier 3 are moved relative to one another in the direction x and / or z in order to generate the pattern 2. In particular, a pattern is generated that at least partially, in particular completely, encloses cell 1. During the relative movement between the object 6 and the carrier 3 along the x and / or z direction, the first fluid 4 is also displaced. Part of the second fluid 5 flows, in particular along the object, into the section of the first fluid 4 displaced by the object 6 and thus wets the carrier surface 7.
Fig. 5 zeigt eine Seitenansicht auf einen Teil des erfindungsgemäßen Systems 20 gemäß einer zweiten Ausführung. Das in Figur 5 dargestellte System 20 unterscheidet sich von den in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Systemen 20 in der Ausbildung des Objekts 4. So weist das in Figur 5 dargestellte Objekt einen hydrophoben Abschnitt 29 und einen hydrophilen Abschnitt 30. 5 shows a side view of part of the system 20 according to the invention according to a second embodiment. The system 20 shown in FIG. 5 differs from the systems 20 shown in FIGS. 2 to 4 in the design of the object 4. Thus, the object shown in FIG. 5 has a hydrophobic section 29 and a hydrophilic section 30.
Die Steuervorrichtung 31 steuert das Krafterzeugungsmittel 28 derart, dass auf das Objekt 6 eine in Richtung zur Trägeroberfläche 7 gerichtete Kraft wirkt. Jedoch ist eine Feldstärke des von dem Krafterzeugungsmittel 28 erzeugten Kraftfeldes nicht ausreichend hoch, damit das Objekt 6 entgegengesetzt zur Richtung y soweit bewegt wird, dass es die Trägeroberfläche 7 kontaktiert oder dass ein Teil des zweiten Fluids 5 die Trägeroberfläche 7 benetzt. Jedoch ist die Feldstärke ausreichend stark, dass das Objekt 6 bei einem Verfahren des Krafterzeugungsmittels 28 in Richtung x und/oder z ebenfalls bewegt wird. Somit kann das Objekt 6 durch Verfahren des Krafterzeugungsmittels 28 mittels der Verfahrvorrichtung 26 in die gewünschte Position in dem Träger 3 bewegt werden. The control device 31 controls the force generating means 28 in such a way that a force directed in the direction of the carrier surface 7 acts on the object 6. However, a field strength of the force field generated by the force generating means 28 is not sufficiently high that the object 6 is moved opposite to the direction y to such an extent that it contacts the carrier surface 7 or that part of the second fluid 5 wets the carrier surface 7. However, the field strength is sufficiently strong that the object 6 is also moved when the force generating means 28 is moved in the direction x and / or z. The object 6 can thus be moved into the desired position in the carrier 3 by moving the force generating means 28 by means of the moving device 26.
Figur 6 zeigt eine Seitenansicht auf einen Teil des erfindungsgemäßen Systems 20 gemäß einer zweiten Ausführung, bei dem ein Muster 2 erzeugt wird. Nachdem das Objekt 6 gemäß dem in Figur 5 beschriebenen Verfahren in die gewünschte Position bewegt wurde, bewirkt die Steuervorrichtung 31, dass das von dem Krafterzeugungsmittel 28 erzeugte Magnetfeld umgepolt wird. Dies führt dazu, dass sich das Objekt 6 dreht. Insbesondere dreht sich das Objekt derart, dass der hydrophobe Abschnitt 29 in Richtung zur Trägeroberfläche 7 weist. Somit ist der hydrophobe Abschnitt 29 zur Trägeroberfläche 7 näher angeordnet als der hydrophobe Abschnitt 30. FIG. 6 shows a side view of part of the system 20 according to the invention according to a second embodiment, in which a pattern 2 is generated. After the object 6 has been moved into the desired position according to the method described in FIG. 5, the control device 31 has the effect that the polarity of the magnetic field generated by the force generating means 28 is reversed. This causes the object 6 to rotate. In particular, the object rotates in such a way that the hydrophobic section 29 points in the direction of the carrier surface 7. Thus, the hydrophobic section 29 is arranged closer to the carrier surface 7 than the hydrophobic section 30.
Anschließend steuert die Steuervorrichtung 31 , wie bereits bei der in Figur 3 gezeigten Ausführung
beschrieben wurde, das Krafterzeugungsmittel 28 derart, dass das Objekt 6 entgegengesetzt zur Richtung y bewegt wird, so dass der Teil des zweiten Fluids 15 die Trägeroberfläche 7 benetzt. Daraufhin werden das Objekt 6 und der Träger 3 in Richtung x und/oder z relativ zueinander bewegt, um das Muster 2 zu erzeugen. The control device 31 then controls, as already in the embodiment shown in FIG has been described, the force generating means 28 such that the object 6 is moved opposite to the direction y, so that the part of the second fluid 15 wets the carrier surface 7. The object 6 and the carrier 3 are then moved relative to one another in the direction x and / or z in order to generate the pattern 2.
Figur 7 zeigt eine Seitenansicht auf einen Teil des erfindungsgemäßen Systems 20 gemäß der zweiten Ausführung, bei der ein bereits erzeugtes Muster entfernt wird. Die Steuervorrichtung 31 steuert das Krafterzeugungsmittel 28 derart, dass ein Magnetfeld erzeugt wird, das bewirkt, dass der hydrophile Abschnitt 30 des Objekts 6 in Richtung zur Trägeroberfläche 7 weist. Somit ist der hydrophile Abschnitt 30 zur Trägeroberfläche 7 näher angeordnet als der hydrophobe Abschnitt 29. Anschließend steuert die Steuervorrichtung 31 das Krafterzeugungsmittel 28 derart, dass auf das Objekt 6 eine derartige Kraft wirkt, dass das Objekt 6 in Richtung zur Trägeroberfläche 7 bewegt wird, bis das Objekt 6 die Trägeroberfläche 7 kontaktiert. Anschließend werden das Objekt 6 und der Träger 3 in Richtung x und/oder z relativ zueinander bewegt, um das Muster 2 zu entfernen. Dabei löst sich der Teil des zweiten Fluids 15, der die Trägeroberfläche 7 benetzt, wenn der hydrophile Abschnitt 30 des Objekts 6 mit der benetzten Stelle der Trägeroberfläche 7 in Kontakt gelangt. FIG. 7 shows a side view of part of the system 20 according to the invention according to the second embodiment, in which an already generated pattern is removed. The control device 31 controls the force generating means 28 in such a way that a magnetic field is generated which causes the hydrophilic section 30 of the object 6 to point in the direction of the carrier surface 7. Thus, the hydrophilic section 30 is arranged closer to the carrier surface 7 than the hydrophobic section 29. The control device 31 then controls the force generating means 28 in such a way that a force acts on the object 6 such that the object 6 is moved in the direction of the carrier surface 7 until the object 6 contacts the carrier surface 7. The object 6 and the carrier 3 are then moved relative to one another in the direction x and / or z in order to remove the pattern 2. The part of the second fluid 15 which wets the carrier surface 7 dissolves when the hydrophilic section 30 of the object 6 comes into contact with the wetted point of the carrier surface 7.
Figur 8 zeigt eine Seitenansicht auf einen Teil des erfindungsgemäßen Systems 20 gemäß einer dritten Ausführung. Die dritte Ausführung unterscheidet sich von der ersten und zweiten Ausführung, dass mehrere Objekte 6 in den Träger 3 zugegeben wurden. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass bei der Vorrichtung 10 gemäß der dritten Ausführung ein Krafterzeugungsmittelarray 27 vorhanden ist. Das Krafterzeugungsmittelarray 27 weist mehrere Krafterzeugungsmittel 28 auf, die matrixförmig auf einer Platte 23 des Krafterzeugungsmittelarrays 27 angeordnet sind. Das Krafterzeugungsmittelarray 27 ermöglicht, dass mehrere Objekte 6, insbesondere zeitgleich, unabhängig voneinander gesteuert werden können. Dazu steuert die Steuervorrichtung 31 die einzelnen Krafterzeugungsmittel 28 derart, dass auf die Objekte unterschiedliche Kräfte in unterschiedlichen Richtungen wirken können. FIG. 8 shows a side view of part of the system 20 according to the invention according to a third embodiment. The third embodiment differs from the first and second embodiment in that several objects 6 have been added to the carrier 3. Another difference is that the device 10 according to the third embodiment has a force generating means array 27. The force generating means array 27 has a plurality of force generating means 28 which are arranged in the form of a matrix on a plate 23 of the force generating means array 27. The force generating means array 27 enables several objects 6 to be controlled independently of one another, in particular at the same time. For this purpose, the control device 31 controls the individual force generating means 28 in such a way that different forces can act on the objects in different directions.
Die Steuervorrichtung 31 kann das Krafterzeugungsmittelarray 27 derart steuern, dass die Objekte 6 innerhalb des Trägers 3 bewegt werden. Insbesondere kann die Steuervorrichtung 31 die erzeugten Magnetfelder derart steuern, dass die Objekte, insbesondere in x und/oder z Richtung bewegt werden. Bei dieser Ausführung ist es nicht notwendig, dass der Träger 3 und das Krafterzeugungsmittel 27 relativ zueinander bewegt werden, um ein Bewegen des Objekts 6 zu erreichen, insbesondere um das Muster 2 zu erzeugen. The control device 31 can control the force generating means array 27 in such a way that the objects 6 are moved within the carrier 3. In particular, the control device 31 can control the generated magnetic fields in such a way that the objects are moved, in particular in the x and / or z direction. In this embodiment it is not necessary for the carrier 3 and the force generating means 27 to be moved relative to one another in order to achieve a movement of the object 6, in particular in order to generate the pattern 2.
Figur 9 zeigt eine Draufsicht auf das Krafterzeugungsmittelarray 27. Aus der Draufsicht ist die matrixförmige Anordnung der Krafterzeugungsmittel 28 auf der Platte 23 ersichtlich. Die einzelnen Krafterzeugungsmittel 28 können jeweils als Elektromagnet ausgebildet sein und eine Spule und einen Kern aufweisen. FIG. 9 shows a top view of the force generating means array 27. From the top view, the matrix-like arrangement of the force generating means 28 on the plate 23 can be seen. The individual force generating means 28 can each be designed as an electromagnet and have a coil and a core.
Figur 10 zeigt eine Draufsicht auf einen Träger 3, nachdem mehrere Muster 2, nämlich ein erstes Muster
22, ein zweites Muster 16 und ein drittes Muster 17, erzeugt wurden. Dabei unterscheidet sich die Anordnung der Zellen 1 in dem in Figur 6 dargestellten Träger 3 von der Anordnung der Zellen 1 in dem in den Figuren 1 bis 8 gezeigten Träger 3. Die drei Muster 2 sind als geschlossene Bereiche ausgeführt. Wie aus Figur 10 ersichtlich ist, unterscheiden sich die drei Muster 2 in ihrem Querschnitt. Darüber hinaus unterscheiden sich die drei Muster 2 in ihrer Ausbildung und in ihrem Volumen voneinander. So weist das erste Muster 22 eine kreisförmige Gestalt, das zweite Muster 16 eine rechteckförmige Gestalt und das dritte Muster 17 eine dreieckförmige Gestalt auf. Ein Restbereich 8 wurde mittels der Entfernvorrichtung 14 entfernt. FIG. 10 shows a plan view of a carrier 3 after several patterns 2, namely a first pattern 22, a second pattern 16 and a third pattern 17 were generated. The arrangement of the cells 1 in the carrier 3 shown in FIG. 6 differs from the arrangement of the cells 1 in the carrier 3 shown in FIGS. 1 to 8. The three patterns 2 are designed as closed areas. As can be seen from FIG. 10, the three patterns 2 differ in their cross section. In addition, the three patterns 2 differ from one another in their design and in their volume. The first pattern 22 has a circular shape, the second pattern 16 has a rectangular shape and the third pattern 17 has a triangular shape. A residual area 8 was removed by means of the removal device 14.
Das zweite Muster 16 kann in zwei Teilbereiche 9 getrennt werden. Dies kann dadurch erfolgen, indem das Objekt 6 das erste Fluid 4 des zweiten Musters 16 verdrängt. Dadurch benetzt ein anderer Teil des zweiten Fluids 15 die Trägeroberfläche 7. Der die beiden Teilbereiche 9 trennende andere Teil des zweiten Fluids 15 ist in Figur 10 durch eine gestrichelte Linie dargestellt. The second pattern 16 can be separated into two partial areas 9. This can take place in that the object 6 displaces the first fluid 4 of the second pattern 16. As a result, another part of the second fluid 15 wets the carrier surface 7. The other part of the second fluid 15 separating the two subregions 9 is shown in FIG. 10 by a dashed line.
Dabei können die in Figur 10 gezeigten Muster 2 mittels einem der zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt werden.
The patterns 2 shown in FIG. 10 can be produced by means of one of the methods described above.
Bezuaszeichenliste: Reference list:
1 Zelle 1 cell
2 Muster 2 patterns
3 Träger 3 carriers
4 erstes Fluid 4 first fluid
5 zweites Fluid 5 second fluid
6 Objekt 6 object
7 Trägeroberfläche 7 support surface
8 keine Zelle aufweisender Restbereich 8 residual area showing no cells
9 Teilbereich 9 sub-area
10 Vorrichtung 10 device
11 Abbildungsvorrichtung 11 Imaging device
12 Auswertevorrichtung 12 evaluation device
13 Aufnahme 13 Admission
14 Entfern Vorrichtung 14 Removal device
15 Teil des zweiten Fluids 15 part of the second fluid
16 zweites Muster 16 second pattern
17 drittes Muster 17 third pattern
18 Restabschnitt 18 remaining section
20 System 20 system
21 anderen Teil des zweiten Fluids 21 other part of the second fluid
22 erstes Muster 22 first pattern
23 Platte 23 plate
25 optische Erfassungsvorrichtung 25 optical detection device
26 Verfahrvorrichtung 26 Moving device
27 Krafterzeugungsmittelarray 27 Force generating means array
28 Krafterzeugungsmittel 28 force generating means
29 hydrophober Abschnitt des Objekts 29 hydrophobic portion of the object
30 hydrophiler Abschnitt des Objekts 30 hydrophilic portion of the object
31 Steuervorrichtung x, y, z Richtung
31 control device x, y, z direction