ES2294757T3 - Recipiente y dispositivo para generar campos electricos en espacios de reaccion individuales. - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para la puesta en contacto eléctrica de al menos un recipiente (1, 15, 20) provisto de electrodos (4, 5, 23, 24), en el que los electrodos (4, 5, 23, 24) del recipiente (1, 15, 20) se ponen en contacto mediante elementos (31, 33, 34, 38) de contacto, colocándose en primer lugar el recipiente (1, 15, 20) sobre una mesa (39) y moviéndose a continuación la mesa (39) con el recipiente (1, 15, 20) y/o los elementos (31, 33, 34, 38) de contacto verticalmente, hasta que se ha establecido el contacto eléctrico entre los elementos (31, 33, 34, 38) de contacto y los electrodos (4, 5, 23, 24), caracterizado porque para la puesta en contacto de los electrodos (4, 5, 23, 24), los elementos (31, 33, 34, 38) de contacto se hacen pasar desde el lado inferior a través de al menos una abertura (42) en la mesa (39).

Description

Recipiente y dispositivo para generar campos eléctricos en espacios de reacción individuales.
La invención se refiere a un procedimiento para la puesta en contacto eléctrica de al menos un recipiente provisto de electrodos, en el que los electrodos del recipiente se ponen en contacto mediante elementos de contacto, colocándose en primer lugar el recipiente sobre una mesa y moviéndose a continuación la mesa con el recipiente y/o los elementos de contacto verticalmente, hasta que se ha establecido el contacto eléctrico entre los elementos de contacto y los electrodos. La invención se refiere además a un dispositivo para la puesta en contacto eléctrica de al menos un recipiente provisto de electrodos, con al menos una mesa para colocar el recipiente y con elementos de contacto dispuestos sobre un dispositivo para la puesta en contacto de los electrodos del recipiente, pudiendo moverse la mesa y/o el dispositivo para el establecimiento de un contacto eléctrico entre los elementos de contacto y los electrodos
verticalmente.
Se conocen recipientes con varios espacios de reacción del tipo mencionado al principio y sobre todo se utilizan en aplicaciones bioquímicas y farmacéuticas, cuando simultáneamente debe someterse a ensayo una pluralidad de mezclas básicas de reacción. A este respecto son aplicaciones especiales por ejemplo la electroporación, electrofusión y electroestimulación de células vivas, así como todas las aplicaciones en las que la mezcla básica de reacción debe exponerse a un campo eléctrico. A este respecto, debe reconocerse la intención de poner a disposición un número lo más grande posible de espacios de reacción, por ejemplo 96 ó 384, especialmente en el caso de análisis HT (HT = high throughput, alto rendimiento), debido a que en este caso debe someterse a ensayo una pluralidad de muestras en el menor tiempo posible. En el caso de los recipientes de este tipo se habla por norma general de placas multiperforadas, placas de microtitulación o de múltiples pocillos.
Los recipientes conocidos se componen habitualmente de varios espacios de reacción, que en cada caso presentan dos electrodos, que están en contacto con la mezcla básica de reacción, por ejemplo una suspensión de células, en el espacio de reacción. Al aplicar una tensión eléctrica en el interior del espacio de reacción, los dos electrodos de un espacio de reacción generan un campo eléctrico, presentando por ejemplo en caso de una corriente continua diferentes polaridades. Los electrodos con una misma polaridad, es decir, por ejemplo todos los cátodos y/o todos los ánodos, de diferentes espacios de reacción están configurados en este caso o bien de una sola pieza o bien están acoplados eléctricamente entre sí, de manera que pueden unirse a través de un contacto eléctrico común con la fuente de tensión. Si bien tales disposiciones tienen la ventaja de que tienen una construcción relativamente sencilla, sin embargo en este caso es desventajoso, que los parámetros eléctricos son iguales para todos los espacios de reacción y por tanto no es posible una activación individual de los espacios de reacción individuales.
Por el documento US 2002/0028480 A1 se conocen por ejemplo dispositivos para la estimulación eléctrica de células vivas. En una forma de realización, electrodos en forma de tira están colocados por pares sobre la base de una placa de múltiples pocillos. Los electrodos en forma de tira penetran en este caso respectivamente en los espacios de reacción individuales de las placas y de este modo están en contacto eléctrico con las mezclas básicas de reacción. Los electrodos en forma de tira presentan en cada caso en uno de sus extremos libres una superficie de contacto, a la que puede conectarse un generador de tensión. Un par de electrodos está asociado, a este respecto, en cada caso a una fila de espacios de reacción. En una forma de realización especial, unos electrodos, por ejemplo todos los ánodos, están cortocircuitados, mientras que los otros electrodos respectivos, por ejemplo los cátodos, están conectados individualmente a una fila. Sin embargo, en cada caso, en estas disposiciones conocidas exclusivamente pueden activarse filas enteras de espacios de reacción, es decir, en consecuencia, los parámetros eléctricos sólo pueden ajustarse para grupos individuales de espacios de reacción y no individualmente para cada espacio de reacción individual.
Por el documento DE 199 17 571 A1 se conoce además una rejilla de electrodos para mezclas básicas de reacción de electroporación, que se compone de una disposición plana de vías conductoras eléctricas sobre la superficie de un aislador eléctrico. Las vías conductoras se oponen entre sí en ramificaciones y en cada caso encierran zonas de reacción individuales para recibir las mezclas básicas de reacción de electroporación. Al aplicar una tensión eléctrica, las vías conductoras que se oponen entre sí forman electrodos, convergiendo las vías conductoras individuales en cada caso en una rama principal, que se une con el generador de tensión. En consecuencia, con esta disposición conocida tampoco es posible un ajuste diferente de los parámetros eléctricos, de manera que todas las zonas de reacción presentan las mismas condiciones eléctricas.
El documento WO 03/057819 A1 describe entre otras cosas también placas de múltiples pocillos, en las que electrodos de diferentes espacios de reacción están unidos eléctricamente entre sí al menos por pares, de manera que también en este caso los parámetros eléctricos sólo pueden ajustarse individualmente para grupos individuales de espacios de reacción y no para cada espacio de reacción individual.
Por el documento US-A-5 964 726 se conoce un procedimiento y un dispositivo para introducir moléculas en vesículas o células, presentando el dispositivo una placa perforada, a través de cuyas aberturas pasan electrodos en forma de aguja. Los electrodos presentan cabezas, que pueden ponerse en contacto con una placa eléctricamente conductora, que a su vez está conectada a una fuente de alimentación. Para conducir corriente eléctrica a través de las vesículas o células, la placa perforada se mueve hacia abajo en la dirección de una placa de Petri que contiene las vesículas o células, hasta que los electrodos tocan la base de la placa de Petri. Puesto que los electrodos pueden moverse libremente en las aberturas de la placa perforada, entonces los electrodos se mueven en relación a la placa perforada hacia arriba en la dirección de la placa conductora dispuesta en paralelo a la placa perforada hasta que se ha establecido el contacto eléctrico.
Por el documento DE 199 28 410 A1 se conoce además un dispositivo para la puesta en contacto eléctrica de un microchip provisto de electrodos. El microchip presenta en este caso rebajos para recibir sustancias o reactivos. El dispositivo presenta una placa de montaje para colocar el microchip y un módulo con elementos de contacto para la puesta en contacto de los electrodos del microchip, pudiendo moverse el módulo verticalmente para el establecimiento de un contacto eléctrico entre los elementos de contacto y los electrodos.
El objetivo de la invención es poner a disposición un procedimiento y un dispositivo para la puesta en contacto eléctrica segura y fiable de los recipientes conocidos.
El objetivo se soluciona según la invención mediante un procedimiento para la puesta en contacto eléctrica del tipo mencionado al principio, en el que para la puesta en contacto de los electrodos, los elementos de contacto se hacen pasar desde el lado inferior a través de al menos una abertura en la mesa.
En una forma de realización del procedimiento según la invención está previsto, que los elementos de contacto estén dispuestos sobre un dispositivo, preferiblemente una placa, y que el dispositivo se mueva verticalmente, especialmente por medio de un motor.
En otra forma de realización del procedimiento según la invención está previsto, que la mesa para colocar el recipiente se mueva por medio de un motor.
En otra forma de realización del procedimiento según la invención está previsto, que esté previsto un espacio interior, en el que estén dispuestos los elementos de contacto.
En otra forma de realización del procedimiento según la invención está previsto, que esté prevista una abertura de alojamiento, a través de la que se inserta/n el recipiente y/o la mesa en un alojamiento.
En otra forma de realización del procedimiento según la invención está previsto, que un impulso de tensión para generar campos eléctricos en el recipiente no se dispare hasta que el recipiente se encuentre dentro del alojamiento.
El objetivo se resuelve según la invención además mediante un dispositivo para la puesta en contacto eléctrica del tipo mencionado al principio, en el que la mesa presenta al menos una abertura, a través de la que pueden hacerse pasar los elementos de contacto desde el lado inferior para la puesta en contacto de los electrodos.
En una configuración ventajosa de la invención, el dispositivo es una placa sobre la que están dispuestos los elementos de contacto. A este respecto, el dispositivo puede moverse adicionalmente de manera horizontal, especialmente puede desplazarse por medio de un motor.
Preferiblemente, la mesa para colocar el recipiente puede moverse adicionalmente de manera horizontal, especialmente puede desplazarse por medio de un motor. La mesa puede ser una placa perforada, correspondiendo preferiblemente el número de perforaciones al número de elementos de contacto. Las perforaciones sirven en este caso para el paso de los elementos de contacto para la puesta en contacto eléctrica de los electrodos.
Además puede estar previsto un espacio interior, en el que estén dispuestos los elementos de contacto. De este modo, los contactos eléctricos están dispuestos en el espacio interior del dispositivo, de manera que puede garantizarse la seguridad de las personas que lo manipulan.
En esta forma de realización es ventajoso que esté prevista una abertura de alojamiento a través de la que puede/n insertarse el recipiente y/o la mesa en el espacio interior, lo que aumenta adicionalmente la seguridad del dispositivo.
En una configuración ventajosa, el dispositivo según la invención puede presentar al menos un dispositivo de acumulación eléctrico o puede conectarse a al menos un dispositivo de acumulación eléctrico, siendo preferiblemente el dispositivo de acumulación un condensador. A este respecto, varios dispositivos de acumulación también pueden estar conectados en paralelo o unos detrás de otros.
Además al menos un elemento de conexión puede estar dispuesto entre el dispositivo de acumulación y los electrodos del recipiente y/o a cada espacio de reacción y/o a cada grupo de electrodos acoplados puede estar asociado un elemento de circuito eléctrico, siendo el elemento de conexión preferiblemente un relé. En este caso, mediante la activación de los elementos de conexión pueden conectarse los electrodos o espacios de reacción individuales de manera encauzada y segura.
En una forma de realización especialmente preferida de la invención está previsto, que los elementos de conexión estén fijados directamente a los elementos de contacto, preferiblemente por debajo del dispositivo sobre el que están dispuestos los elementos de contacto. Esta disposición especialmente ventajosa permite una construcción muy compacta del dispositivo según la invención.
A continuación se explicará la invención con más detalle mediante los dibujos a modo de ejemplo.
La figura 1 muestra esquemáticamente diferentes vistas de una forma de realización de un recipiente según la invención para realizar el procedimiento según la invención,
a)
vista en perspectiva,
b)
vista desde arriba,
c)
vista desde abajo;
la figura 2 muestra vistas de formas de realización especiales de recipientes según la invención, que pueden utilizarse como tiras en una estructura prevista para ello,
a)
estructura parcialmente montada;
b)
estructura completamente montada;
la figura 3 muestra una vista en perspectiva de una forma de realización del recipiente según la invención con 96 espacios de reacción,
a)
placa de microtitulación completa,
b)
representación por separado de un espacio de reacción;
la figura 4 muestra esquemáticamente una vista del lado inferior del recipiente según la invención según la figura 3;
la figura 5 muestra una representación esquemática de la disposición de elementos de contacto de un dispositivo según la invención;
la figura 6 muestra una representación esquemática de otra forma de realización de la disposición de elementos de contacto de un dispositivo según la invención;
la figura 7 muestra representación esquemática en perspectiva de un dispositivo según la invención para la puesta en contacto de un recipiente según la invención;
la figura 8 muestra diagramas de circuitos de una disposición para la realización del procedimiento según la invención,
a)
forma de realización con cátodo común,
b)
forma de realización para una disposición de los elementos de contacto, según la figura 5;
la figura 9 muestra un diagrama de flujo, que representa las etapas individuales de una forma de realización del procedimiento en el que se basa la invención.
La figura 1 muestra una forma de realización especialmente ventajosa de un recipiente 1 según la invención en diferentes vistas. El recipiente 1 está representado en una vista en perspectiva a), en una vista desde arriba b) y en una vista desde abajo c). El recipiente 1 según la invención presenta 16 espacios 2 de reacción, que en cada caso están formados por una zona 3 de pared. Cada espacio 2 de reacción comprende a este respecto un par de electrodos, que se compone de un primer electrodo 4 y un segundo electrodo 5. Mientras que la zona 3 de pared se compone de un material no conductor, por ejemplo vidrio o plástico, los electrodos 4, 5 están fabricados de una material conductor. Los electrodos 4, 5 pueden estar compuestos a este respecto por ejemplo de un metal, es decir aluminio, cobre, plata u oro. Sin embargo se prefieren electrodos que estén compuestos de un polímero, que está dopado con una sustancia eléctricamente conductora. El dopado puede estar compuesto a este respecto por fibras de carbono, grafito, negro de carbón y/o nanotubos de carbono y estar presente en una concentración del 40 al 80% en peso en el polímero. Tales polímetros conductores tienen la ventaja de que pueden fabricarse de una manera sencilla y económica en el procedimiento de moldeo por inyección y además, al contrario que en el caso de los electrodos de metal, no liberan iones de metal citotóxicos. La concentración del dopado en el polímero debería seleccionarse ventajosamente de tal manera, que, por un lado, los electrodos presenten una conductibilidad suficiente, pero que, por otro lado, se conserve la capacidad de inyección. Estas propiedades están garantizadas dentro de un intervalo de concentración del 40 al 80% en peso.
En cada espacio 2 de reacción, el primer electrodo 4 y el segundo electrodo 5 encierran un intersticio 6, que sirve para recibir una suspensión de células, en la que adicionalmente a las células vivas están diluidas moléculas biológicamente activas, por ejemplo ácidos nucleicos. Al aplicar una tensión eléctrica al par de electrodos, a través de la suspensión de células fluye, en el intersticio 6, una corriente eléctrica, que provoca una infiltración de las moléculas biológicamente activas en las células vivas. Este procedimiento se conoce en general por la denominación de electroporación. Los dos electrodos 4, 5 presentan, al aplicar una tensión eléctrica, polaridades opuestas, es decir un electrodo 4, 5 presenta un potencial negativo y de este modo sirve como cátodo, mientras que el otro electrodo 4, 5 presenta un potencial positivo y sirve como ánodo. Según la dirección del flujo de corriente, el primer electrodo 4 y el segundo electrodo 5 pueden servir por tanto en cada caso o bien como cátodo o bien como ánodo, no teniendo importancia la polaridad respectiva para la presente invención. En caso de una corriente continua las polaridades opuestas están por ejemplo fijadas, mientras que éstas oscilan en caso de corriente alterna, de manera que se genera un campo alterno.
Para establecer un contacto eléctrico, a cada electrodo 4, 5 están asociadas superficies 7 de contacto. A las superficies 7 de contacto puede conectarse por ejemplo un dispositivo de acumulación, preferiblemente un condensador, a través de cuya descarga encauzada se genera el campo eléctrico dentro del intersticio 6. En el caso del recipiente 1 descrito en la figura 1, las superficies 7 de contacto están dispuestas en el lado 12 inferior de los electrodos 4, 5, lo que resulta evidente a partir de la vista c). En el presente ejemplo de realización, los electrodos 4, 5 se componen de un polímero dopado con material conductor. Las superficies 7 de contacto se componen de un material de contacto, que de una manera muy compacta, preferiblemente bajo la acción de presión y calor, es decir por ejemplo mediante estampado en caliente, se ha aplicado sobre el polímero conductor. El material de contacto presenta una resistencia a la entrada o interfacial o una resistencia (23ºC) específica inferior que el material conductor, del que se componen los electrodos 4, 5. En el presente ejemplo de realización, las superficies 7 de contacto se componen de una lámina de cobre, que se aplicó por medio de estampado en caliente sobre los electrodos 4, 5. Tal como resulta evidente además por la vista c), los primeros electrodos 4, 5, es decir por ejemplo la parte de los electrodos del recipiente 1, que al aplicar una tensión eléctrica presenta una polaridad igual, por ejemplo en el caso de corriente continua, todos los cátodos, presentan una superficie 8 de contacto común. La superficie 8 de contacto se compone de una tira continua, que se extiende por todos los primeros electrodos 4 y los cubre completamente. De este modo, todos los primeros electrodos 4 del recipiente 1 están acoplados de manera eléctricamente conductora. Esto tiene la ventaja de que el recipiente 1 según la invención puede fabricarse de una manera sencilla y económica y que la puesta en contacto eléctrica de los electrodos homopolares puede producirse a través de una única conexión eléctrica, lo que en total reduce claramente el despliegue de aparatos. El segundo electrodo 5 respectivo de un espacio 2 de reacción presenta una superficie 9 de contacto asociada sólo al mismo. Por tanto, a través de las superficies 9 de contacto individuales, los segundos electrodos 5 de cada espacio 2 de reacción pueden conectarse eléctricamente por separado. De este modo, la generación de los campos eléctricos puede conectarse en cada espacio 2 de reacción por separado. La conexión por separado de cada espacio 2 de reacción tiene la ventaja de que los parámetros eléctricos para cada espacio 2 de reacción pueden ajustarse individualmente, de manera que las suspensiones de células o mezclas básicas de reacción individuales que se encuentran en los espacios 2 de reacción pueden exponerse a diferentes condiciones.
En el presente ejemplo de realización, los 16 espacios 2 de reacción están dispuestos en dos filas 10, 11 con en cada caso ocho espacios 2 de reacción. Mediante esta disposición en forma de filas, los primeros electrodos 4 de los espacios 2 de reacción dispuestos respectivamente en el mismo lado de una fila 10, 11 y los primeros electrodos 4 de las filas 10, 11 situadas una al lado de la otra, dispuestos respectivamente de manera opuesta, pueden acoplarse de manera eléctricamente conductora. Mediante esta disposición de los espacios 2 de reacción se simplifica adicionalmente la fabricación del recipiente 1 según la invención, se ahorra material y además se facilita la puesta en contacto eléctrica. Por el hecho de que en el presente ejemplo de realización, las superficies 7, 8, 9 de contacto están dispuestas en el lado 12 inferior de los electrodos 4, 5 en la zona 13 de la base del recipiente 1, la puesta en contacto eléctrica puede producirse desde abajo, lo que simplifica adicionalmente el despliegue de aparatos, especialmente cuando deben utilizarse recipientes con muchos espacios de reacción, por ejemplo 96 y más. Además, por el hecho de que ambos electrodos 4, 5 pueden ponerse en contacto desde abajo, se evita el uso de un electrodo que se sumerge en la suspensión de células desde arriba, lo que tiene un efecto positivo sobre la homogeneidad del campo eléctrico dentro del
intersticio 6.
La figura 2 muestra en una vista desde arriba una forma de realización especial de recipientes 15 según la invención, que en principio corresponden a los recipientes 1 según la figura 1. Los recipientes 15 también están configurados en forma de tira y presentan en al menos un extremo libre en el lado de cabeza un dispositivo 16 de fijación especial, que sirve para su fijación en una estructura 17. Tal como representa la vista a), los recipientes 15 individuales, que en cada caso están compuestos por 16 espacios de reacción, pueden introducirse individualmente en la estructura 17 y volver a extraerse. De este modo, la estructura 17 también puede reutilizarse cuando los recipientes 15 individuales deben desecharse. De este modo puede ahorrarse material y además puede mejorarse la compatibilidad del producto con el medio ambiente. El sistema representado puede equiparse además, en función del tamaño de la estructura 17, de manera flexible con un número diferente de espacios de reacción. La vista b) muestra una estructura 17 completamente montada, que está montada con seis recipientes 15. De este modo pueden utilizarse en total 96 espacios de reacción, lo que corresponde a una placa de microtitulación convencional.
La figura 3 muestra otra forma de realización de un recipiente 20 según la invención, que en principio corresponde al recipiente 1 según la figura 1. A diferencia del recipiente 1 anteriormente descrito, el recipiente 20 presenta sin embargo en total 96 espacios 21 de reacción, que están dispuestos en doce filas con en cada caso ocho espacios 21 de reacción. Un único espacio 21 de reacción está representado esquemáticamente en una vista en perspectiva b) de manera ampliada. El espacio 21 de reacción está compuesto por una zona 22 de pared de un polímero no conductor, que está configurada a modo de cilindro. El espacio 21 de reacción presenta además un par de electrodos compuesto por un primer electrodo 23 y un segundo electrodo 24. Los dos electrodos 23, 24 encierran un intersticio 25, que sirve para recibir la suspensión de células o la mezcla básica de reacción. La zona 22 de pared del espacio 21 de reacción está abierta por arriba para rellenar el intersticio 25, estrechándose hacia dentro la superficie 26 interior de la abertura 27 en la dirección del intersticio 25. Mediante esta configuración en forma de embudo de la abertura 27 se facilita el relleno del espacio 21 de reacción, dado que ésta forma una guía para puntas de pipeta. El intersticio 25 se estrecha además mediante el ahusamiento lateral de la pared 28 lateral hacia abajo, de manera que éste termina en la zona de base prácticamente en punta. De este modo se garantiza, que también volúmenes más reducidos, por ejemplo inferiores a 100 \mul, se reciban de manera fiable en el intersticio 25 entre los electrodos 23, 24. Además, mediante esta configuración del intersticio 25 se hace posible adaptar el espacio 21 de reacción a la recepción de diferentes volúmenes, sin tener que modificar las dimensiones exteriores del espacio 21 de reacción y, con ello, de la totalidad del recipiente 20, lo que sobre todo es ventajoso cuando el recipiente 20 está previsto para procesos automáticos. Para adaptar el espacio 21 de reacción a diferentes volúmenes, durante la fabricación sólo debe modificarse el ángulo de inclinación de la pared 28 lateral.
La figura 4 muestra el lado inferior del recipiente 20 según la invención según la figura 3. De manera análoga al recipiente 1 según la invención según la figura 1 c), en este caso los primeros electrodos, no visibles en este caso, es decir por ejemplo electrodos que al aplicar una tensión continua eléctrica presentan la misma polaridad, de dos filas adyacentes también presentan una superficie 29 de contacto común. En consecuencia, en este ejemplo de realización siempre están acoplados eléctricamente 16 espacios de reacción a través de sus primeros electrodos. En total, el recipiente 20 presenta por tanto seis superficies 29 de contacto común. Por el contrario, los segundos electrodos 24 respectivos de cada espacio 21 de reacción, que por ejemplo presentan la polaridad opuesta al aplicar una tensión continua, no están acoplados y presentan en cada caso una superficie 30 de contacto propia. Mediante esta disposición especial se simplifica la fabricación del recipiente 20 según la invención, mientras que aún así es posible una conexión por separado de cada espacio de reacción. El acoplamiento eléctrico de varios primeros electrodos de un recipiente reduce en total el despliegue de aparatos y hace posible además una puesta en contacto eficaz y segura de los electrodos desde el lado inferior, lo que a continuación resulta evidente mediante las figuras 5 y 6.
En los ejemplos de realización anteriormente descritos, los electrodos 4, 5, 23, 24 están configurados en cada caso de forma semicircular. Sin embargo, los electrodos pueden estar configurados por ejemplo al menos parcialmente también en forma de placa, es decir, plana. En una forma de realización preferida, por ejemplo los electrodos en la zona de la base del recipiente están configurados en cada caso de forma semicircular y, más arriba, en el desarrollo del intersticio, en forma de placa. Sin embargo también son concebibles otras formas para los electrodos.
La figura 5 muestra una representación esquemática de la disposición de elementos 31 de contacto dentro de un dispositivo según la invención para la puesta en contacto de los recipientes según la invención. Los elementos 31 de contacto están dispuestos sobre o dentro de un dispositivo 32 diseñado especialmente para ello. En el caso del dispositivo 32 puede tratarse por ejemplo de una placa o una rejilla. Los elementos 31 de contacto pueden ser por ejemplo contactos de clavija, contactos de resorte o similares. En el presente ejemplo de realización, la disposición de los elementos 31 de contacto sobre el dispositivo 32 es tal, que es especialmente adecuada para la puesta en contacto eléctrica del recipiente 20 según la invención según las figuras 3 y 4. Los elementos 33 de contacto individuales, representados en este caso como puntos negros, están previstos a este respecto para la puesta en contacto de las superficies de contacto comunes o los primeros electrodos acoplados eléctricamente. Por el contrario, los elementos 34 de contacto dispuestos en filas, representados en este caso en blanco, están previstos para la puesta en contacto de los segundos electrodos que pueden ponerse en contacto por separado. Por tanto, en el presente ejemplo de realización para cada segundo electrodo no acoplado está previsto un elemento 34 de contacto, mientras que sólo está previsto un elemento 33 de contacto en cada caso para los primeros electrodos acoplados eléctricamente. Por cada fila doble de espacios de reacción sólo se requiere por tanto un elemento 33 de contacto. Todos los elementos 33 de contacto pueden estar acoplados además eléctricamente. De este modo puede reducirse claramente el número de conexiones eléctricas, lo que disminuye los costes de fabricación y el despliegue de aparatos. Mediante los elementos 34 de contacto individuales, asociados a cada espacio de reacción se conserva a este respecto la posibilidad de conectar por separado cada espacio de reacción.
La figura 6 muestra una disposición alternativa de los elementos 31 de contacto, que corresponde a la de la figura 5 con la excepción de que para los electrodos acoplados están previstos en cada caso en total tres elementos 33 de contacto. Estos tres elementos 33 de contacto están dispuestos en una fila a lo largo de la superficie de contacto común de los segundos electrodos acoplados. Mediante la previsión de dos elementos 33 de contacto adicionales para los electrodos acoplados puede mejorarse el contacto eléctrico y además puede disminuirse claramente la posibilidad de una puesta en contacto mala o inexistente. Además, esta forma de realización hace posible utilizar dos de los tres elementos 33 de contacto para una medición de la resistencia, para comprobar la presencia de recipientes 15 individuales dentro de la estructura 17 según la figura 2.
Los elementos 31 de contacto están dispuestos sobre el dispositivo 32 según las figuras 5 y 6 de tal manera, que por ejemplo el recipiente 20 según la invención según las figuras 3 y 4 simplemente debe colocarse con su lado inferior sobre el dispositivo 32, para establecer el contacto eléctrico. La disposición de los elementos 31 de contacto corresponde a este respecto exactamente a la disposición de las superficies 29, 36 de contacto de los primeros electrodos 23 acoplados y de los segundos electrodos 24 no acoplados.
La figura 7 muestra una representación esquemática en perspectiva de un dispositivo 35 según la invención para la puesta en contacto de los recipientes según la invención. El dispositivo 35 está compuesto por un alojamiento 36, en el que está dispuesta una placa 37, sobre la que están fijados elementos 38 de contacto en forma de clavija. La placa 37 corresponde al dispositivo 32 según las figuras 5 y 6. La placa 37 con los elementos 38 de contacto puede moverse verticalmente, no estando ilustrado detalladamente en esta representación el mecanismo previsto para desplazar la placa 37. El dispositivo 35 presenta además una mesa 39, que puede moverse horizontalmente, no estando representado detalladamente en este caso tampoco el mecanismo previsto para desplazar la mesa 39. La mesa 39 puede llegar a través de la abertura 40 de alojamiento al espacio 41 interior del alojamiento 36. El alojamiento 36 representa por tanto prácticamente una especie de garaje, dentro del que puede tener lugar la descarga eléctrica. Esto es ventajoso por motivos de seguridad, porque por ejemplo en el caso de electroporaciones se trabaja con impulsos de alta tensión, que pueden representar un peligro para las personas que lo manipulan. La persona que lo manipula sólo tiene que colocar el recipiente con las mezclas básicas de reacción sobre la mesa 39, sin que sea necesario un contacto adicional con el dispositivo 35 según la invención durante las etapas posteriores del procedimiento. Si por ejemplo se coloca un recipiente según la invención, por ejemplo el recipiente 20 según las figuras 3 y 4, sobre la mesa 39, entonces, a continuación, se desplaza la mesa 39 con el recipiente a través de la abertura 40 de alojamiento al interior del espacio 41 interior del alojamiento 36 del dispositivo 35 según la invención. Esto puede producirse automáticamente por medio de un mecanismo accionado por motor. Cuando la mesa 39 se encuentra en su totalidad con el recipiente en el espacio 41 interior, entonces la placa 37 con los elementos 38 de contacto se mueve hacia arriba. A este respecto, los elementos 38 de contacto en forma de clavija se hacen pasar a través de las perforaciones 42 correspondientes en la mesa 39, de manera que pueden entrar en contacto con las superficies de contacto del recipiente. De este modo se establece el contacto eléctrico entre los elementos 38 de contacto y los electrodos del recipiente. Entonces, dentro del alojamiento 36 protector pueden dispararse los impulsos de tensión para generar los campos eléctricos en los espacios de reacción individuales del recipiente.
El dispositivo 35 según la invención también es especialmente adecuado para la puesta en contacto de los recipientes según la invención dentro de procedimientos completamente automatizados, especialmente para procedimientos con valores de caudal muy elevados. A este respecto, mediante el dispositivo 35 según la invención se garantiza una realización segura y fiable del procedimiento. A diferencia de la forma de realización representada en este caso, alternativamente también sería posible dejar la mesa con el recipiente fuera del alojamiento y sólo mover el dispositivo con los elementos de contacto vertical y/u horizontalmente, para establecer el contacto con los electrodos. El contacto eléctrico sólo podría establecerse en este caso, cuando el usuario hubiera colocado el recipiente sobre la mesa y ya no tocara el dispositivo. Debido a que en el caso de procedimientos completamente automáticos, la colocación del recipiente no se produce de manera manual, sino mediante una máquina, esta forma de realización alternativa sería absolutamente ventajosa, porque de este modo sería posible una construcción más compacta del dispositivo según la invención.
La figura 8 a) muestra un diagrama de circuitos esquemático de una forma de realización de una disposición 45 según la invención para la realización del procedimiento según la invención. La disposición 45 presenta un generador 46 de impulsos, que comprende dos dispositivos 47, 48 de acumulación. En el caso de los dispositivos 47, 48 de acumulación se trata en cada caso de condensadores, que se cargan con una carga eléctrica predeterminada y que mediante una descarga encauzada pueden emitir impulsos de tensión definidos. Los dispositivos 47, 48 de acumulación se cargan con la carga predeterminada mediante dispositivos 49, 50 de acumulación adicionales, que también son condensadores, de un dispositivo 51 de acumulación de energía. Los dispositivos 49, 50 de acumulación se alimentan para ello a través de una fuente 52 de alimentación. La intercalación de dispositivos 49, 50 de acumulación adicionales entre la fuente 52 de alimentación y los dispositivos 47, 48 de acumulación tiene la ventaja de que los dispositivos 47, 48 de acumulación pueden cargarse más rápidamente, por lo que son posibles secuencias de impulsos más rápidas. Los dispositivos 47, 48 de acumulación están unidos directamente con semiconductores de potencia no representados en este caso, a través de los que se conecta la descarga encauzada de los dispositivos 47, 48 de acumulación. Los semiconductores de potencia pueden estar compuestos por ejemplo por un IGBT o un MOSFET. Sin embargo, también pueden utilizarse otros componentes electrónicos, mediante los que pueden conectarse las tensiones y corrientes que van a conectarse con los tiempos de conexión necesarios. El uso de dos dispositivos 47, 48 de acumulación permite la emisión de dos impulsos de tensión muy seguidos o que se mezclan entre sí, lo que puede ser ventajoso en la electroporación de determinados tipos de células. En estas aplicaciones especiales, a un impulso de alta tensión corto le sigue un impulso de tensión más largo con una tensión menor, pudiéndose mezclar ambos impulsos de tensión entre sí.
En el presente ejemplo de realización, el generador 46 de impulsos, es decir tanto el dispositivo 47 de acumulación como también el dispositivo 48 de acumulación, está unido a través de una resistencia 55 de medición con un electrodo 56 común. En el caso del electrodo 56 común puede tratarse por ejemplo de un electrodo de placa, que se encuentra en la zona de la base de un recipiente según la invención y que se extiende por todos los espacios de reacción, en el presente ejemplo de realización, 96. Por tanto, en este ejemplo de realización, todos los primeros electrodos de un recipiente están acoplados eléctricamente, es decir, presentan por ejemplo al aplicar una tensión continua eléctrica la misma polaridad. Los dispositivos 47, 48 de acumulación están unidos además en cada caso, a través de elementos 57 de conexión asociados exclusivamente a un espacio de reacción, con los segundos electrodos 58 respectivos del espacio de reacción. En el caso de los elementos 57 de conexión se trata preferiblemente de relés. Los segundos electrodos 58, que por ejemplo al aplicar una tensión continua presentan una polaridad opuesta al electrodo 56, son en el presente ejemplo de realización electrodos individuales en forma de clavija, que desde arriba se sumergen en el espacio de reacción o la suspensión de células o la mezcla básica de reacción. Debido a que a cada uno de los segundos electrodos 58 de uno de los 96 espacios de reacción está asociado un relé, cada espacio de reacción puede conectarse o activarse por separado, de manera que el impulso de tensión respectivo emitido por el generador 46 de impulsos sólo lleva a la generación de un campo eléctrico en el espacio de reacción conectado respectivo. Mediante el acoplamiento eléctrico de los primeros electrodos como electrodo 56 común puede reducirse claramente a este respecto el despliegue de aparatos, especialmente en este caso el cableado de los electrodos individuales. A este respecto, a través de los 96 elementos 57 de conexión, en el presente ejemplo de realización, los 96 espacios de reacción del recipiente pueden conectarse por separado, de manera que pueden variarse los parámetros eléctricos en cada espacio de reacción. Los elementos 57 de conexión se conectan a este respecto preferiblemente de manera secuencial, es decir, la generación de los campos eléctricos en los espacios de reacción individuales se produce sucesivamente en el tiempo. De manera alternativa, por ejemplo, también podrían estar previstos dos generadores de impulsos, de manera que siempre dos relés puedan conmutarse simultáneamente, para por ejemplo aumentar en total la velocidad de trabajo. Sin embargo, entonces los espacios de reacción del recipiente deberían dividirse prácticamente en dos zonas, que en cada caso deberían unirse con un generador de impulsos, lo que en total aumentaría el despliegue de aparatos.
La carga de los dispositivos 49, 50 de acumulación y de los dispositivos 47, 48 de acumulación así como la conexión de los semiconductores de potencia y de los elementos 57 de conexión se controla mediante una unidad 59 de control. La unidad 59 de control puede operarse por ejemplo mediante un ordenador 60 convencional. Además, de manera ventajosa, en el presente ejemplo de realización la corriente durante la emisión del impulso de tensión puede medirse mediante la resistencia 55 de medición y por medio de la unidad 61 de regulación, de manera que mediante la integración de las corrientes en un determinado intervalo de tiempo se hace posible un control del procedimiento debido a la carga emitida en total (control Q). A este respecto, la unidad 59 de control puede provocar, por ejemplo, que se abra el relé 57 respectivo, una vez que se alcanza una cantidad de carga total predeterminada. El control del procedimiento según la invención a través de la unidad 59 de control se describe a continuación con más detalle mediante la figura 9.
La figura 8 b) muestra otra forma de realización de una disposición para la realización del procedimiento según la invención, que fundamentalmente corresponde a la disposición 45 según la figura 8 a). La disposición 62 se diferencia de la disposición 45 anteriormente descrita porque en este caso no está previsto ningún electrodo común, sino que en total están acoplados eléctricamente seis grupos de primeros electrodos 63. La forma de realización mostrada en este caso es por tanto especialmente adecuada para su uso con el recipiente 20 según la invención según las figuras 3 y 4 o el dispositivo 32 según la figura 5. Los primeros electrodos 63 de en cada caso dos filas de en cada caso ocho espacios de reacción de un recipiente, es decir, en total 16 electrodos, están acoplados en este caso respectivamente de manera eléctrica, es decir, presentan una superficie de contacto común. El generador de impulsos está unido por tanto en este ejemplo de realización con respecto a los primeros electrodos 63 acoplados a través de la resistencia 55 de medición con en total seis superficies de contacto. Los segundos electrodos 64 respectivos de cada espacio de reacción están unidos a su vez en cada caso a través de elementos 65 de conexión con el generador de impulsos. Debido a que en esta forma de realización cada segundo electrodo 64 de un espacio de reacción puede conectarse por separado a través de un elemento 65 de conexión asociado sólo a éste, también en este caso la generación de los campos eléctricos puede controlarse por separado dentro de cada uno de los 96 espacios de reacción o el espacio de reacción puede seleccionarse en cada caso de manera libre.
La figura 9 muestra un diagrama de flujo, que representa las etapas 70 a 84 individuales de una forma de realización del procedimiento según la invención. Tras el inicio de la rutina, en la etapa 70 se registran en primer lugar los programas para los impulsos de tensión. A continuación, en la etapa 71, se crea una lista de los parámetros de impulso para los espacios de reacción seleccionados. A continuación, en la etapa 72 se conecta el primer o el siguiente elemento de conexión o, de manera correspondientemente a la forma de realización respectiva, los primeros o siguientes elementos de conexión que hacen posible una conexión por separado del espacio de reacción seleccionado o de los espacios de reacción seleccionados, según la lista de la etapa 71. A continuación, en la etapa 73 se mide en primer lugar la resistencia eléctrica del espacio de reacción seleccionado. En la etapa 74 se compara la resistencia medida con un valor nominal. En caso de que la resistencia medida no se encuentre dentro de un intervalo nominal, por ejemplo en el caso de un espacio de reacción vacío, entonces la rutina vuelve en la etapa 75 a la etapa 72 y se conecta el siguiente elemento de conexión o los siguientes elementos de conexión de la lista, es decir, la rutina pasa al siguiente espacio de reacción seleccionado, volviéndose a pasar por la rutina de errores. En caso de que la resistencia se encuentre dentro del intervalo nominal, es decir en caso de que el espacio de reacción esté lleno de una suspensión de células correcta, entonces la rutina sigue a la etapa 76. En la etapa 76, se carga el dispositivo de acumulación o se cargan los dispositivos de acumulación con la tensión U1 predeterminada o las tensiones U1 y U2 predeterminadas. En caso de estar previsto un dispositivo de acumulación, entonces el procedimiento según la invención se realiza con un impulso de tensión con la tensión U1. Si por el contrario existen dos dispositivos de tensión, entonces el procedimiento según la invención también puede realizarse con impulsos de tensión muy seguidos y/o que se mezclan entre sí con las tensiones U1 y U2. En la etapa 77 se desconectan las tensiones para cargar los dispositivos de acumulación y se cierra el semiconductor de potencia para el primer dispositivo (U1) de acumulación, de manera que el espacio de reacción seleccionado se expone al impulso de tensión. El flujo de corriente puede medirse y supervisarse a este respecto a través de una resistencia de medición. En el caso de utilizar un dispositivo de acumulación o un impulso de tensión, la rutina pasa directamente a la etapa 79 o la etapa 80. De manera alternativa, también puede abrirse el semiconductor de potencia del primer dispositivo (U1) de acumulación después de un tiempo previamente ajustado, pasando entonces la rutina directamente a la etapa 84. Si por el contrario se utilizan dos dispositivos de acumulación para la emisión de dos impulsos de tensión, entonces la rutina pasa en primer lugar a la etapa 78. En la etapa 78, después de un tiempo previamente ajustado se abre el semiconductor de potencia del primer dispositivo (U1) de acumulación, mientras que se cierra el semiconductor de potencia del segundo dispositivo (U2) de acumulación para la emisión del segundo impulso de tensión. En la etapa 79, mediante las mediciones de corriente periódicas se integra la carga y de este modo se determina la carga total respectiva. En la etapa 80 se determina en primer lugar si se ha alcanzado una duración máxima previamente ajustada del impulso de tensión o de los impulsos de tensión. Si éste es el caso, se interrumpe el impulso de tensión a través de la rutina de errores en la etapa 82, es decir, la rutina pasa a la etapa 83. En caso de no alcanzarse la duración máxima de impulso, entonces, en la etapa 81 se determina, si se ha alcanzado la carga total previamente ajustada. Si éste no es el caso, entonces la rutina vuelve a la etapa 79 y vuelve a pasar por el ciclo. Si se ha alcanzado la carga total predeterminada, entonces la rutina pasa a la etapa 83, en la que se abre el semiconductor de potencia para el primer dispositivo (U1) de acumulación o, dado el caso, el segundo dispositivo (U2) de acumulación. En la etapa 84 se determina, a continuación, si se ha alcanzado el final de la lista. Si éste no es el caso, entonces la rutina vuelve a la etapa 72 y vuelve a pasar por todo el ciclo. Cuando se ha alcanzado el final de la lista finaliza la rutina. La generación de los campos eléctricos en cada uno de los espacios de reacción se conecta por tanto por separado, pudiendo ajustarse previamente y controlarse los parámetros de impulso para cada espacio de reacción individualmente. La generación de los campos eléctricos en los espacios de reacción individuales se produce a este respecto secuencialmente, pudiendo ajustarse previamente de manera aleatoria el orden de los espacios de reacción seleccionados.
Lista de números de referencia
a.
recipiente
b.
espacio de reacción
c.
zona de pared
d.
primer electrodo
e.
segundo electrodo
f.
intersticio
g.
superficie de contacto
h.
superficie de contacto
i.
superficie de contacto
j.
fila
k.
fila
l.
lado inferior
m.
zona de base
15
recipiente
16
dispositivo de fijación
17
estructura
20
recipiente
21
espacio de reacción
22
zona de pared
23
primer electrodo
24
segundo electrodo
25
intersticio
26
superficie
27
abertura
28
pared lateral
29
superficie de contacto
30
superficie de contacto
31
superficie de contacto
32
dispositivo
33
elemento de contacto
34
elemento de contacto
35
dispositivo
36
alojamiento
37
placa
38
elemento de contacto
39
mesa
40
abertura de alojamiento
41
espacio interior
42
perforaciones
45
disposición
46
generador de impulsos
47
dispositivo de acumulación
48
dispositivo de acumulación
49
dispositivo de acumulación
50
dispositivo de acumulación
51
dispositivo de acumulación de energía
52
fuente de alimentación
55
resistencia de medición
56
electrodo
57
elemento de conexión
58
electrodo
59
unidad de control
60
ordenador
61
unidad de regulación
62
disposición
63
primer electrodo
64
segundo electrodo
65
elemento de conexión
70-84
etapa.

Claims (16)

1. Procedimiento para la puesta en contacto eléctrica de al menos un recipiente (1, 15, 20) provisto de electrodos (4, 5, 23, 24), en el que los electrodos (4, 5, 23, 24) del recipiente (1, 15, 20) se ponen en contacto mediante elementos (31, 33, 34, 38) de contacto, colocándose en primer lugar el recipiente (1, 15, 20) sobre una mesa (39) y moviéndose a continuación la mesa (39) con el recipiente (1, 15, 20) y/o los elementos (31, 33, 34, 38) de contacto verticalmente, hasta que se ha establecido el contacto eléctrico entre los elementos (31, 33, 34, 38) de contacto y los electrodos (4, 5, 23, 24), caracterizado porque para la puesta en contacto de los electrodos (4, 5, 23, 24), los elementos (31, 33, 34, 38) de contacto se hacen pasar desde el lado inferior a través de al menos una abertura (42) en la mesa (39).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque los elementos (31, 33, 34, 38) de contacto están dispuestos sobre un dispositivo (32), preferiblemente una placa (37) y el dispositivo (32) se mueve verticalmente, especialmente por medio de un motor.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la mesa (39) para colocar el recipiente (1, 15, 20) se mueve por medio de un motor.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque está previsto un espacio (41) interior, en el que están dispuestos los elementos (38) de contacto.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque está prevista una abertura (40) de alojamiento, a través de la que se inserta/n el recipiente (1, 15, 20) y/o la mesa (39) en un alojamiento (36).
6. Procedimiento según la reivindicación 5, caracterizado porque un impulso de tensión para generar campos eléctricos en el recipiente (1, 15, 20) no se dispara hasta que el recipiente (1, 15, 20) se encuentra dentro del alojamiento (36).
7. Dispositivo (35) para la puesta en contacto eléctrica de al menos un recipiente (1, 15, 20) provisto de electrodos (4, 5, 23, 24), con al menos una mesa (39) para colocar el recipiente (1, 15, 20) y con elementos (31, 33, 34, 38) de contacto dispuestos sobre un dispositivo (32) para la puesta en contacto de los electrodos (4, 5, 23, 24) del recipiente (1, 15, 20), pudiendo moverse la mesa (39) y/o el dispositivo (32) para el establecimiento de un contacto eléctrico entre los elementos (31, 33, 34, 38) de contacto y los electrodos (4, 5, 23, 24) verticalmente, caracterizado porque la mesa (39) presenta al menos una abertura, a través de la que pueden hacerse pasar los elementos (31, 33, 34, 38) de contacto desde el lado inferior para la puesta en contacto de los electrodos (4, 5, 23, 24).
8. Dispositivo según la reivindicación 7, caracterizado porque el dispositivo (32) es una placa (37), sobre la que están dispuestos los elementos (31, 33, 34, 38) de contacto.
9. Dispositivo según la reivindicación 7 u 8, caracterizado porque el dispositivo (32) puede moverse adicionalmente de manera horizontal y/o puede desplazarse por medio de un motor.
10. Dispositivo según una de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizado porque la mesa (39) para colocar el recipiente (1, 15, 20) puede moverse adicionalmente de manera horizontal y/o puede desplazarse por medio de un motor.
11. Dispositivo según una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizado porque la mesa (39) es una placa perforada, correspondiendo preferiblemente el número de perforaciones (42) al número de elementos (31, 33, 34, 38) de contacto.
12. Dispositivo según una de las reivindicaciones 7 a 11, caracterizado porque está previsto un espacio (41) interior, en el que están dispuestos los elementos (38) de contacto.
13. Dispositivo según una de las reivindicaciones 7 a 12, caracterizado porque está prevista una abertura (40) de alojamiento, a través de la que puede/n insertarse el recipiente (1, 15, 20) y/o la mesa (39) en el espacio (41) interior.
14. Dispositivo según una de las reivindicaciones 7 a 13, caracterizado porque éste presenta al menos un dispositivo (47, 48, 49, 50) de acumulación eléctrico o puede conectarse al menos a un dispositivo (47, 48, 49, 50) de acumulación eléctrico, siendo el dispositivo (47, 48, 49, 50) de acumulación eléctrico preferiblemente un condensador.
15. Dispositivo según una de las reivindicaciones 7 a 14, caracterizado porque al menos un elemento (57, 65) de conmutación está dispuesto entre el dispositivo (47, 48, 49, 50) de acumulación y los electrodos (4, 5, 23, 24) del recipiente (1, 15, 20) y/o porque a cada espacio (2, 21) de reacción y/o a cada grupo de electrodos (4, 23) acoplados está asociado un elemento (57, 65) de conexión eléctrico, siendo preferiblemente el elemento (57, 65) de conexión un relé.
16. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado porque los elementos (57, 65) de conexión están fijados directamente a los elementos (31, 33, 34, 38) de contacto, preferiblemente por debajo del dispositivo (32), sobre el que están dispuestos los elementos (31, 33, 34, 38) de contacto.
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