ES2693752T3 - Dispositivo y método para la transfección de grandes volúmenes - Google Patents

Abstract

Dispositivo (1) para aplicar un campo eléctrico a una suspensión de células, derivados celulares, orgánulos, partículas subcelulares y/o vesículas, comprendiendo al menos una cámara (6) que comprende al menos un espacio interno (40) para mantener la suspensión, comprendiendo el espacio interno (40) al menos dos segmentos (41, 42), en donde cada segmento (41, 42) comprende al menos un electrodo (43, 44, 45) y en donde los electrodos adyacentes (43, 44) están separados entre sí por al menos una separación (47) que está al menos parcialmente llena de un material aislante (46), caracterizado por que los bordes (48, 49) de los electrodos (43, 44) encarados entre sí dentro del espacio interno (40) están redondeados y la superficie (50) del material aislante (46) orientada hacia el espacio interno (40) corta la superficie (51, 52) de al menos un electrodo (43, 44) en ángulo recto.

Description

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DESCRIPCION

Dispositivo y metodo para la transfeccion de grandes volumenes

La invencion se refiere a un dispositivo para aplicar un campo electrico a una suspension de celulas, derivados celulares, organulos, partfculas subcelulares y/o vesfculas, que comprende al menos una camara que comprende al menos un espacio interno para mantener la suspension, el espacio interno comprende al menos dos segmentos, en donde cada segmento comprende al menos un electrodo y en donde los electrodos adyacentes estan separados entre sf por al menos una separacion que esta al menos parcialmente llena de un material aislante. La invencion se refiere ademas a un metodo para aplicar un campo electrico a una suspension de celulas, derivados celulares, organulos, partfculas subcelulares y/o vesfculas, en donde un voltaje es aplicado a los electrodos de una camara que comprende al menos un espacio interno para mantener la suspension, el espacio interno que comprende al menos dos segmentos, en donde cada segmento comprende al menos un electrodo y en donde los electrodos adyacentes estan separados entre sf por al menos una separacion que esta al menos parcialmente llena de un material aislante.

La introduccion de moleculas biologicamente activas, por ejemplo, ADN, ARN o protemas, en celulas vivas, derivados celulares, organulos, partfculas subcelulares y/o vesfculas puede, por ejemplo, servir para examinar las funciones biologicas de estas moleculas y es, ademas, una condicion previa esencial para el exito del uso terapeutico de estas moleculas, por ejemplo, en terapia genica. Un metodo preferido para introducir moleculas externas en las celulas se llama electroporacion, que a diferencia de los metodos qmmicos limita los cambios indeseables en la estructura y en la funcion de la celula objeto. En la electroporacion, las moleculas externas son introducidas en las celulas a partir de una solucion acuosa, preferiblemente una solucion tampon espedficamente adaptada a las celulas, o un medio de cultivo celular, por medio de un corto flujo de corriente, es decir, por ejemplo, el pulso de un condensador que es descargado y que hace que la membrana celular sea transitoriamente permeable a las moleculas externas. Los "poros" temporales que se forman en la membrana celular permiten que las moleculas biologicamente activas alcancen primero el citoplasma en el que ya pueden realizar su funcion o ejercer cualquier accion terapeutica para ser examinadas, y a continuacion, bajo ciertas condiciones, alcanzan tambien el nucleo celular como se requiere, por ejemplo, en aplicaciones de terapia genica.

Debido a una breve aplicacion de un campo electrico fuerte, es decir, un pulso corto con una alta densidad de corriente, las celulas, derivados celulares, organulos, partfculas subcelulares y/o vesfculas pueden fusionarse tambien. En esta llamada electrofusion, las celulas, por ejemplo, son puestas inicialmente en contacto estrecho con la membrana por un campo electrico alterno no homogeneo. La aplicacion posterior de un impulso de campo electrico conduce a la interaccion entre las partes de la membrana, lo que finalmente da lugar a la fusion. Los dispositivos comparables a los usados en la electroporacion pueden ser usados tambien en la electrofusion.

Los volumenes mas pequenos de suspension de celulas, derivados celulares, organulos, partfculas subcelulares y/o vesfculas son tratados en general mediante un proceso por lotes en recipientes relativamente simples. La solucion o suspension celular, respectivamente, se encuentra con frecuencia en una cubeta, es decir, en un recipiente estrecho abierto por la parte superior, que cerca de la parte inferior tiene dos electrodos paralelos opuestos en las paredes laterales que sirven para aplicar el voltaje electrico. Sin embargo, dichos recipientes no son adecuados para tratar volumenes mayores, ya que el espacio de reaccion disponible para el tratamiento electrico esta limitado por la distancia maxima limitada entre los electrodos. Por tanto, los procesos de flujo por medio de los que la suspension de celulas o vesfculas es alimentada de forma continua o discontinua a traves del espacio de reaccion entre los electrodos son utilizados frecuentemente en la electroporacion o electrofusion de volumenes mayores.

El documento WO 2011/161092 A1 describe un conjunto de electrodos para aplicar un campo electrico a celulas adherentes que crecen en el fondo de un recipiente. El conjunto de electrodos esta disenado para ser insertado en el recipiente y comprende una pluralidad de electrodos, cada uno con una superficie que esta dispuesta en oposicion a la superficie correspondiente al siguiente electrodo. La separacion entre estas superficies esta completamente llena de un material electricamente aislante, de manera que el campo electrico se concentra en la region de las celulas a tratar de tal manera que un impulso de voltaje, o la corriente asf producida, fluye a traves de las celulas.

El documento WO 2007/120234 A2 describe un dispositivo escalable para electroporar volumenes relativamente grandes de un medio fluido que transporta celulas biologicas o vesfculas dentro de una camara segmentada, en donde cada segmento comprende dos electrodos. El volumen efectivo de la camara puede ser variado desplazando un embolo a lo largo del eje longitudinal de la camara. Por tanto, el volumen elegido esta directamente relacionado con el volumen de la muestra a ser electroporada. La muestra es aspirada dentro y purgada fuera de la camara por medio de un puerto dispuesto en la pared de extremo de la camara. La muestra dentro de la camara es tratada aplicando secuencialmente impulsos de voltaje a los pares de electrodos de los segmentos individuales de la camara.

El documento WO 2005/113820 A2 describe un dispositivo y un metodo de electroporacion de flujo en donde la muestra fluye a traves de una camara del dispositivo que tiene al menos dos electrodos y es tratada en unidades separadas que son producidas proporcionando un contorno entre volumenes de la muestra sin tratar y tratados. El contorno puede estar formado por un gas o un lfquido, en donde el contorno es proporcionado ciclando el gas o el lfquido dentro de la camara entre dos o mas fracciones de la muestra. El dispositivo comprende un primer puerto para

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el flujo de muestra no tratada hacia la camara, un segundo puerto para el flujo de muestra tratada hacia fuera de la camara y un tercer puerto para el flujo de gas o fluido dentro o fuera de la camara.

Kennedy y otros, (S.M. Kennedy, Z. Ji, C. Hedstrom, J.H. Booske y S.C. Hagness, Biophysical Journal Vol. 94, junio de 2008, 5018-5027) describen una microcubeta para electroporacion que consiste en un portaobjetos con dos electrodos de mquel electrochapados en el. Una arandela esta dispuesta sobre la separacion del electrodo para proporcionar un hoyo para la suspension de celulas. Los bordes de los electrodos estan ligeramente redondeados para evitar la formacion de un arco electrico.

Sin embargo, es un inconveniente de los dispositivos y metodos de la tecnica anterior es que el riesgo de formacion de arco aumenta, especialmente si se aplican altos voltajes a los electrodos segmentados, y que las lmeas de campo electrico pueden extenderse por regiones fuera del segmento o segmentos de electrodo activos.

Por tanto, un objeto de la invencion es proporcionar un dispositivo y un metodo para tratar celulas, derivados celulares, organulos, partmulas subcelulares y/o vesmulas, con electrodos segmentados para mantener bajas las corrientes electricas, y con los que el riesgo de aparicion del arco electrico se reduce y el campo electrico esta confinado a la region adyacente al segmento o segmentos adyacente al electrodo activo.

El objeto se consigue con un dispositivo para aplicar un campo electrico a una suspension de celulas, derivados celulares, organulos, partmulas subcelulares y/o vesmulas segun se ha especificado inicialmente, en el que los bordes de los electrodos encarados entre sf dentro del espacio interno estan redondeados y la superficie del material aislante que esta orientada hacia el espacio interno corta la superficie de al menos un electrodo en angulo recto. Si se aplica voltaje a los electrodos, el riesgo de formacion de arco aumenta significativamente en las regiones de cambios bruscos de contorno (bordes) o si se produce una falta de homogeneidad del campo electrico muy cerca de la superficie del electrodo de un segmento activo. Sorprendentemente, al redondear los bordes de los electrodos encarados a un electrodo adyacente se obtiene una reduccion significativa de dichos gradientes de campo y, por tanto, incluso del riesgo de formacion de arco. Segun la invencion, la homogeneizacion del campo electrico dentro del espacio interno de la camara y especialmente cerca de la superficie del electrodo en la region de las separaciones entre los segmentos del electrodo se logra mediante una transicion de forma uniforme desde una superficie del primer electrodo orientada hacia el lumen del espacio interno a una segunda superficie del electrodo perpendicular a la primera superficie del electrodo, por lo que la superficie del segundo electrodo esta orientada hacia la separacion del electrodo. En particular, la transicion uniforme es proporcionada por una superficie de electrodo curvada, es decir, desde un radio del empalme mayor a uno menor (por ejemplo, varios segmentos circulares unidos tangencialmente o una estna). Ademas, la reduccion de los gradientes de campo y la homogeneizacion del campo electrico dan como resultado una disminucion de la dispersion del campo electrico dentro del espacio interno. Por consiguiente, los bordes redondeados de los electrodos encarados entre sf dentro del espacio interno de la camara tienen el efecto sorprendente de que se evitan altas densidades de campo. Ademas, al disenar la superficie del material aislante de manera que este dispuesta perpendicularmente a la superficie del electrodo, las lmeas equipotenciales del campo electrico se encuentran ortogonalmente con la superficie del electrodo y no estan desviadas. Como resultado, se puede evitar la falta de homogeneidad del campo electrico dentro de la camara o al menos que esta sea desplazada a una region dentro del material aislante o fuera de la superficie del electrodo del segmento activo, de manera que la probabilidad de formacion de arco se reduzca todavfa mas. Ademas, se reduce la densidad de campo maxima adyacente al electrodo activo.

Segun una realizacion ejemplar de la invencion, el radio del empalme de los bordes redondeados de los electrodos esta maximizado. Sorprendentemente, se ha descubierto que reducir la falta de homogeneidad del campo electrico maximizando el radio del empalme de los bordes redondeados da lugar a una disminucion significativa de la probabilidad de formacion de arco. Es decir, cuanto mayor sea el radio de los bordes redondeados, menor es el riesgo de formacion de arco.

En otra realizacion ejemplar de la invencion, se minimiza el ancho de la separacion y/o la distancia entre dos electrodos adyacentes. Como las celulas, los derivados celulares, los organulos, las partmulas subcelulares y/o las vesmulas no son procesadas suficientemente en el espacio interno alrededor de la separacion, la separacion (es decir, la distancia entre dos electrodos adyacentes) debe ser lo mas pequena posible. Por consiguiente, cuanto menor sea la separacion, mayor es la eficiencia del tratamiento.

Por ejemplo, el diseno del dispositivo segun la invencion puede ser optimizado determinando la relacion optima del radio del empalme y el ancho de la separacion. Es decir, el radio del empalme de los bordes redondeados de los electrodos debe ser maximizado, mientras que el ancho de la separacion debe ser minimizado. El diseno ideal asegura un riesgo de formacion de arco muy bajo y una eficiencia de tratamiento muy alta.

En una realizacion ejemplar, que es adecuada para muchas aplicaciones, el radio del empalme de los bordes redondeados de al menos uno de los electrodos esta dentro del intervalo de aproximadamente 0,3 - 2,0 mm. Por ejemplo, el radio puede estar dentro del intervalo de aproximadamente 0,3 -1,8, 0,3 -1,6, 0,3 -1,4, 0,3 -1,2, 0,3 -1,0, 0,5 -2,0, 0,7 -2,0, 0,9 -2,0, 1,0 -2,0, 0,4 -1,9, 0,5 -1,8, 0,6 -1,7, 0,7 -1,6, 0,8 -1,5, 0,9 -1,4, o 1,0 -1,2.

En la misma o en otra realizacion ejemplar, que tambien es adecuada para muchas aplicaciones, el ancho de la separacion y/o la distancia entre dos electrodos adyacentes esta dentro del intervalo de aproximadamente 0,5 a 2,0

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mm. Por ejemplo, el ancho puede estar dentro del intervalo de aproximadamente 0,5 - 1,8, 0,5 - 1,6, 0,5 - 1,4, 0,5 -

1.2, 0,5 - 1,0, 0,6 - 2,0, 0,7 - 2,0, 0,9 - 2,0, 1,0 - 2,0, 0,6 - 1,9, 0,7- 1,8, 0,8 - 1,7, 0,9 - 1,6, 1,0 - 1,5, 1,1 - 1,4, o 1,1 -

1.3.

En la misma o en otra realizacion ejemplar, el diseno del dispositivo segun la invencion puede ser optimizado variando los radios de curvatura de los electrodos con el objeto de maximizar el radio de la superficie del electrodo que esta orientada hacia el lumen del espacio interno de la camara y al mismo tiempo minimizar el ancho de la separacion. Es decir, en una realizacion ejemplar, el radio de la superficie del electrodo orientado hacia el lumen del espacio interno puede ser mayor que el radio de la superficie del electrodo orientado hacia el material aislante de la separacion.

En particular, en una realizacion ejemplar, el radio de la superficie del electrodo orientado hacia el lumen del espacio interno esta dentro del intervalo de aproximadamente 1,0 - 2,0 mm, y el radio de la superficie del electrodo orientado hacia el material aislante de la separacion esta dentro del intervalo de 0,3 - 2,0 mm. Como un aspecto adicional de esta realizacion, la superficie del material aislante orientado hacia el espacio interno corta la superficie de al menos un electrodo en angulo recto exactamente en o adyacente a la posicion del cambio de radio de curvatura de la superficie del electrodo.

El material aislante dentro del espacio entre dos electrodos adyacentes puede, por ejemplo, comprender o consistir en policarbonato.

En otra realizacion ejemplar de la invencion, al menos uno de los electrodos es mas grande que el otro u otros. Por ejemplo, el electrodo mas grande puede ser un contraelectrodo o electrodo de tierra que esta dispuesto en oposicion a los electrodos mas pequenos. En esta realizacion, los electrodos mas pequenos pueden ser electrodos activos ajustados a un alto voltaje o electrodos ajustados al potencial de tierra.

En una realizacion ejemplar, que es adecuada para muchas aplicaciones, al menos un electrodo tiene un ancho dentro del intervalo de 5 - 20 mm y al menos un electrodo tiene un ancho dentro del intervalo de 20 - 80 mm.

En otra realizacion ejemplar de la invencion, la separacion esta dispuesta de tal manera que una parte de al menos un electrodo esta dispuesta en oposicion a dicho espacio. Como en esta disposicion ventajosa, cada separacion no esta dispuesta frente a otra separacion, sino en oposicion a un electrodo, las regiones dentro del espacio interno de la camara que no estan expuestas a un campo electrico suficiente para un tratamiento eficiente, son minimizadas o incluso son eliminadas. Como resultado, la eficiencia del tratamiento global aumenta efectivamente gracias a esta medida.

En otra realizacion ejemplar mas de la invencion, cada segmento tiene dispuesto al menos un primer electrodo y al menos un segundo electrodo, en donde el segundo electrodo es un electrodo comun de al menos dos segmentos. Dicha configuracion facilita la construccion y el montaje del dispositivo segun la invencion y evita ademas un cableado complicado.

Por ejemplo, la camara del dispositivo segun la invencion puede comprender componentes que se corresponden que pueden estar aplicados entre sf Es decir, el dispositivo segun la invencion puede ser ensamblado, por ejemplo, aplicando dos componentes entre sf, en donde cada componente comprende un rebajo que se corresponde con el rebajo del otro componente. Si estos dos componentes estan aplicados entre sf, sus rebajos alineados forman el espacio interno de la camara. Para producir un campo electrico dentro del espacio interno, cada rebajo puede estar provisto de al menos un electrodo. Al menos algunos de los electrodos pueden estar segmentados. Por ejemplo, una mitad de los electrodos (en un lado del eje de simetna) puede estar segmentada, mientras que la otra mitad de los electrodos (en el otro lado del eje de simetna) puede ser un electrodo simple y no segmentado que puede ser usado como contraelectrodo. En una realizacion ventajosa, los dos componentes son identicos, de manera que se asegura una produccion rentable. Como los componentes identicos son simetricos giratoriamente, se asegura un facil montaje acoplando los componentes entre sf

En una realizacion ejemplar de la invencion, al menos un segmento tiene un volumen dentro del intervalo de aproximadamente 10 pl a 500 pl o 20 pl a 400 pl o 30 pl a 300 pl o 50 pl a 200 pl.

En la misma o en otra realizacion ejemplar, el lumen del espacio interno de la camara tiene un volumen de al menos 500 pl o al menos 800 pl o al menos 1 ml.

La invencion se refiere ademas a un metodo para producir un dispositivo para aplicar un campo electrico a una suspension de celulas, derivados celulares, organulos, partfculas subcelulares y/o vesfculas, por ejemplo, el dispositivo segun la invencion segun ha sido descrito anteriormente, en donde hay dispuesta una camara al menos, que comprende al menos un espacio interno para mantener la suspension, el espacio interno comprende al menos dos segmentos y cada segmento comprende al menos un electrodo, en donde un material aislante esta lleno al menos parcialmente en al menos un espacio que separa los electrodos adyacentes entre sf, y en donde los bordes de los electrodos encarados entre sf dentro del espacio interno han sido mecanizados de tal manera que estan redondeados. Debido a este diseno ventajoso, el riesgo de arco electrico si se aplica voltaje a los electrodos es reducido significativamente.

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Segun una realizacion ejemplar de este metodo, el radio del empalme de los bordes redondeados de los electrodos esta maximizado. En otra realizacion ejemplar del metodo, el ancho de la separacion y/o la distancia entre dos electrodos adyacentes esta minimizado. Por ejemplo, el diseno del dispositivo segun la invencion puede ser optimizado determinando la relacion optima del radio del empalme y el ancho de la separacion. Es decir, el radio del empalme de los bordes redondeados de los electrodos debe estar maximizado, mientras que el ancho de la separacion debe estar minimizado. El diseno ideal asegura un riesgo de formacion de arco muy bajo y una eficiencia del tratamiento muy alta.

En otra realizacion ejemplar del metodo, la superficie del material aislante orientado hacia el espacio interno esta formada de tal manera que corta la superficie de al menos un electrodo en un angulo recto. Al formar la superficie del material aislante de manera que esta dispuesta perpendicularmente a la superficie del electrodo, las lmeas equipotenciales del campo electrico se encuentran ortogonalmente con la superficie del electrodo y no estan desviadas. En consecuencia, se puede evitar la falta de homogeneidad del campo electrico dentro de la camara o al menos que sea desplazada a una region dentro del material aislante y/o fuera de la superficie del electrodo activo, de manera que la probabilidad de formacion de arco se reduce aun mas. Ademas, se reduce la densidad de campo maxima cerca del electrodo activo.

En otra realizacion ejemplar mas de la invencion, al menos uno de los electrodos integrados en el dispositivo es mas grande que el otro u otros. Por ejemplo, el electrodo mas grande puede ser usado como contraelectrodo o electrodo de tierra que esta dispuesto en oposicion a los electrodos mas pequenos. En dicha realizacion, los electrodos mas pequenos pueden ser usados como electrodos activos ajustados a un alto voltaje o como electrodos ajustados al potencial de tierra. En esta realizacion, cada segmento puede estar provisto de al menos un primer electrodo y de al menos un segundo electrodo, en donde el segundo electrodo es un electrodo comun de al menos dos segmentos. Dicha configuracion facilita la construccion y el montaje del dispositivo segun la invencion y evita ademas el cableado complicado durante la produccion del dispositivo.

En otra realizacion ejemplar mas de la invencion, la separacion esta dispuesta de tal manera que una parte de al menos un electrodo esta dispuesta en oposicion a dicha separacion. Como en esta disposicion ventajosa, cada separacion no esta dispuesta frente a otra separacion, sino en oposicion a un electrodo, las regiones dentro de la separacion interna de la camara que no estan expuestas a un campo electrico suficiente para un tratamiento eficiente son minimizadas o incluso son eliminadas. Como resultado, la eficiencia de tratamiento global aumenta efectivamente gracias a esta medida.

El objetivo se cumple ademas mediante un metodo para aplicar un campo electrico a una suspension de celulas, derivados celulares, organulos, partmulas subcelulares y/o vesmulas como se ha especificado inicialmente, en donde el voltaje esta aplicado al menos a un electrodo activo mientras que los electrodos o segmentos de electrodos proximos y/o en oposicion al electrodo activo estan ajustados al potencial de tierra. Ajustar los electrodos adyacentes que rodean los electrodos activos da lugar a una disminucion de la dispersion del campo electrico dentro del espacio interno, de manera que el area electricamente activa esta limitada localmente y las lmeas de campo estan enfocadas cerca del electrodo activo y, por tanto, el control del proceso es mejorado, especialmente si se tratan grandes volumenes en una camara segmentada.

En una realizacion ejemplar y ventajosa de la invencion, el voltaje esta aplicado a un unico electrodo activo, mientras que todos los demas electrodos o segmentos de electrodo del espacio interno estan ajustados al potencial de tierra. Ajustar todos los electrodos del espacio interno de la camara, excepto el electrodo activo, al potencial de tierra asegura que las lmeas de campo esten enfocadas en el espacio interno adyacente al electrodo activo y, por tanto, solo en el segmento activo de la camara y desgastadas localmente hacia los electrodos adyacentes.

En otra realizacion ejemplar de la invencion, el voltaje es aplicado al menos a dos electrodos o segmentos de electrodos del espacio interno de forma secuencial. Una ventaja de la invencion es que cada segmento del espacio interno de la camara puede ser electricamente seleccionado de manera individual, para que se pueda lograr con precision la generacion controlada de campos electricos dentro de la camara. Por ejemplo, para evitar la formacion de arcos y/o un calentamiento no deseado de la suspension, se pueden aplicar impulsos de voltaje a diferentes segmentos de forma secuencial. Con este objeto, cada segmento tiene dispuesto al menos un electrodo que puede ser seleccionado individualmente para que los impulsos de voltaje puedan ser aplicados secuencialmente a los segmentos de una camara.

Por ejemplo, el segmento mas cercano a un puerto de salida de la camara es tratado como primer segmento seguido por el segmento adyacente hasta que el ultimo segmento de esta secuencia, el segmento mas lejos del puerto de salida, esta siendo tratado. Es decir, el voltaje es aplicado primero al segmento mas cercano a un puerto de salida de la camara, seguido del segmento adyacente hasta que el voltaje es aplicado al ultimo segmento de esta secuencia, el segmento mas distante al puerto de salida. En esta realizacion ejemplar de la invencion, el segmento mas cercano al puerto de salida es tratado como primer segmento seguido por el segmento adyacente hasta que el ultimo segmento de esta secuencia, el segmento mas lejos de la salida, esta siendo tratado. Esta secuencia de tratamiento asegura que las burbujas de gas que se producen durante la aplicacion de un alto voltaje a la suspension celular no impulsan las muestras no tratadas hacia y/o hacia fuera de la salida, sino solo las muestras tratadas.

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En otra realizacion ejemplar mas de la invencion, cada segmento tiene dispuesto al menos un primer electrodo y al menos un segundo electrodo, en donde el voltaje esta aplicado al primer electrodo y el segundo electrodo es un electrodo comun de al menos dos segmentos. Por consiguiente, el numero de electrodos dispuestos en el espacio interno del dispositivo puede ser reducido significativamente para facilitar el control del proceso.

La expresion "redondeado", segun se usa en la memoria presente, se refiere a una superficie curva y uniforme en la que la transicion de la forma de una region plana a otra region plana es tangencial.

La expresion "electrodo activo", segun se usa en la memoria presente, se refiere a un electrodo al que es aplicado un voltaje pero que no esta ajustado al potencial de tierra. Por ejemplo, un "electrodo activo" puede ser un electrodo que esta ajustado a un potencial de alto voltaje.

La expresion "segmento de electrodo", segun se usa en la memoria presente, se refiere a una parte separada de un electrodo segmentado, es decir, un electrodo que esta dividido en partes diferentes, en donde las partes separadas del electrodo segmentado no estan acopladas electricamente entre sf.

La expresion "segmento", segun se usa en la memoria presente, se refiere a una zona del espacio interno de una camara, que comprende al menos un electrodo o segmento de electrodo.

La expresion "segmento activo", segun se usa en la memoria presente, se refiere a un segmento de una camara, que comprende al menos un electrodo activo.

La invencion se describe adicionalmente de manera ejemplar en detalle haciendo referencia a las Figuras.

La Figura 1 muestra una realizacion ejemplar de un componente individual de un dispositivo segun la invencion que comprende unos medios de ajuste giratorios y un diseno de camara curva.

a) Elemento de separacion en una posicion en un punto terminal inferior.

b) Elemento de separacion en una posicion intermedia.

La Figura 2 muestra una representacion esquematica de diferentes posiciones del elemento de separacion del dispositivo segun la Figura 1.

a) Posicion en un punto terminal inferior

b) Posicion en un punto terminal superior

c) Posicion intermedia

d) Posicion de estacionamiento

La Figura 3 muestra una vista en perspectiva del lado exterior del dispositivo segun la Figura 1.

La Figura 4 muestra diferentes vistas del miembro de base segun la Figura 3.

a) Lado interior del miembro de base con electrodos

b) Lado exterior del miembro de base con superficies conductoras

La Figura 5 muestra una vista esquematica en seccion transversal de una realizacion ejemplar de un dispositivo segun la invencion.

a) Espacio interno que comprende 8 segmentos;

b) Una parte del espacio interno segun a) que comprende 2 segmentos.

La Figura 6 muestra una representacion de una simulacion de un campo electrico si se ha aplicado alto voltaje a la realizacion del dispositivo segun la Figura 5.

La Figura 7 muestra una representacion de una simulacion de un campo electrico si se ha aplicado alto voltaje a un dispositivo que tiene una separacion y/o una distancia mayores entre dos electrodos adyacentes o segmentos de electrodo.

La Figura 8 muestra una representacion de una simulacion de un campo electrico si se ha aplicado alto voltaje a un dispositivo con un diseno de electrodo convencional.

Las Figuras 1a y 1b muestran una realizacion ejemplar de un componente individual de un dispositivo 1 segun la invencion. El dispositivo 1 comprende un miembro de base 2 que tiene un rebajo curvo 3 que esta provisto de cuatro electrodos 4, 5. Tres de estos electrodos son electrodos segmentados 4 mientras que un electrodo es un

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contraelectrodo 5. El miembro de base 2 representa un componente del dispositivo 1, que es un ensamblaje de dos componentes que estan unidos entre sf, en donde al menos los lados internos de estos componentes son identicos. Es decir, el miembro de base 2 y un segundo miembro de base (miembro de base 30 mostrado en la Figura 3) que tienen un lado interno identico estan unidos entre sf de manera que el rebajo 3 y un rebajo correspondiente del segundo miembro de base forman una camara 6 para mantener una suspension de celulas, derivados celulares, organulos, partfculas subcelulares y/o vesfculas. En esta camara 6 se puede aplicar un campo electrico a las celulas, derivados celulares, organulos, partfculas subcelulares y/o vesfculas, por ejemplo, para transferir moleculas biologicamente activas tales como acidos nucleicos o protemas a las celulas, derivados celulares, organulos, partfculas subcelulares y/o vesfculas. Con este proposito, los electrodos 4, 5 del miembro de base 2 y los electrodos correspondientes del segundo miembro de base establecen pares de electrodos, en donde los electrodos segmentados 4 del miembro de base 2 y un contraelectrodo dispuesto en oposicion al segundo miembro de base establecen tres pares de electrodos mientras que el contraelectrodo 5 del miembro de base 2 y tres electrodos segmentados dispuestos en oposicion al segundo miembro de base establecen tambien tres pares de electrodos. En esta configuracion, el contraelectrodo 5 del miembro de base 2 y el contraelectrodo del segundo miembro de base son cada uno de ellos electrodos comunes de tres segmentos, de manera que la camara 6 comprende seis segmentos, en donde cada segmento esta provisto de un electrodo segmentado y una superficie de un contraelectrodo comun.

Dos puertos 7, 8 estan dispuestos en un extremo 9 de la camara 6 y dos puertos 10, 11 estan dispuestos en el extremo en oposicion 12 de la camara 6. Un puerto de los puertos superiores 7, 8 puede ser usado como puerto de entrada para cargar la camara 6 y el otro puerto de los puertos 7, 8 puede ser usado como puerto de salida para descargar la camara 6. De manera similar, un puerto de los puertos inferiores 10, 11 puede ser usado como puerto de entrada para cargar la camara 6 y el otro puerto de los puertos 10, 11 puede ser usado como puerto de salida para descargar la camara 6. Por consiguiente, cada extremo 9, 12 tiene dispuestos dos puertos 7, 8, 10, 11 a traves de los que se puede llenar el compartimento respectivo de la camara 6 con la suspension y/o a traves de los que se puede purgar la suspension de este compartimento. Esta configuracion permite la carga y descarga simultaneas de la camara 6, de manera que se minimiza el tiempo necesario para cambiar la suspension y, por tanto, el lapso de tiempo entre dos tratamientos electricos posteriores de la suspension. La disposicion de los puertos 7, 8, 10, 11 en los extremos opuestos 9, 12 de la camara 6 permite establecer facilmente un mecanismo de vaiven donde la suspension puede ser movida entre los dos extremos 9, 12 de la camara 6 para cargar simultaneamente un compartimento por un extremo 9 de la camara 6 y descargar otro compartimento por el extremo en oposicion 12 de la camara 6. Por consiguiente, el dispositivo 1 no es un dispositivo de flujo continuo sino un dispositivo que permite cargar y descargar la camara 6 al mismo tiempo, mediante un mecanismo de vaiven con el que el lfquido sale siempre de la camara por el mismo lado por el que entro.

Para separar la suspension que ya ha sido tratada por el campo electrico de la suspension a ser tratada, hay dispuesto un elemento de separacion 13. El elemento de separacion 13 puede ser movido dentro de la camara 6 entre dos puntos terminales 14, 15 y divide la camara 6 en dos compartimentos si este esta en una posicion entre los dos puntos terminales 14, 15 segun se muestra en las Figuras 1b y 2c. En la realizacion ejemplar representada en las Figuras 1 y 2, el elemento de separacion 13 comprende dos partes 16, 17 que estan separadas entre sf y rodean un espacio interior 18 que comprende un material compresible. Las dos partes separadas 16, 17 son dedos en forma de limpiaparabrisas, por lo que el elemento de separacion 13 es un elemento de sellado que asegura la separacion a prueba de lfquidos y/o gases de los diferentes compartimentos de la camara 6 si este esta en una posicion entre los puntos terminales 14, 15 (Figuras 1b y 2c). Con este proposito, el elemento de separacion 13 puede estar hecho de un material flexible y/o elastico de manera que pueda compensar tambien los picos de presion dentro de la camara 6. El elemento de separacion 13 puede comprender ademas unos labios de sellado para una limpieza optima de la camara 6. El material compresible que llena el espacio interior 18 puede ser aire o cualquier otro gas, o una espuma compresible o material celular, para proporcionar una compensacion de presion efectiva en la camara 6. Por consiguiente, el elemento de separacion 13 actua tambien como un tipo de amortiguador que equilibra las variaciones de presion en la camara 6.

El elemento de separacion 13 esta acoplado a un elemento de ajuste 19 que opera y/o controla al elemento de separacion 13. Es decir, el elemento de separacion 13 puede ser movido dentro de la camara 6 por medio del elemento de ajuste 19. El elemento de ajuste 19 esta dispuesto fuera de la camara 6, de manera que cada compartimento de la camara 6 esta desprovisto de cualquier elemento de interferencia que pueda afectar la funcion del dispositivo 1. El elemento de ajuste 19 comprende un cuerpo giratorio 20 que esta acoplado operativamente a las partes separadas 16, 17 del elemento de separacion 13. En esta realizacion ejemplar, el cuerpo giratorio 20 es un elemento similar a un rotor que mueve al elemento de separacion 13 de manera que puede realizar un movimiento giratorio a lo largo de la doble flecha 21. Esta realizacion asegura un control preciso y un movimiento constante del elemento de separacion 13 dentro de la camara curvada 6. El cuerpo giratorio 20 esta rodeado por una junta 22 que sella el elemento de ajuste 19 contra la camara 6, en donde el cuerpo giratorio 20 esta conectado a la junta 22 por medio de los radios 23 hechos de un material elastico.

El dispositivo 1 comprende ademas una capa de sellado 24 que se extiende a lo largo del lado exterior de la camara 6 en oposicion a la junta 22 descrita anteriormente y sella los compartimentos 26 y 27 de la camara 6 uno contra otro. La capa de sellado 24 esta hecha de un material elastico y compresible, por ejemplo, espuma de silicona o un material inerte similar, de manera que permite la compensacion de presion dentro de la camara.

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Ventajosamente, el dispositivo 1 incluye medios para fijar el elemento de separacion 13 fuera de la camara 6, de manera que la camara escalable 6 puede ser facilmente transformada en una camara estatica 6 que tiene un volumen fijo segun se muestra en la Figura 2d. Con este proposito, el elemento de separacion 13 es movido por medio del elemento de ajuste 19 a un lugar de estacionamiento 25 donde es fijado, para proporcionar todo el volumen de la camara 6 para el tratamiento de la suspension en un proceso por lotes.

Las Figuras 2a-d muestran diferentes posiciones del elemento de separacion 13 del dispositivo 1 segun la Figura 1. El metodo segun la invencion es un proceso escalable para tratar electricamente una suspension de celulas, derivados celulares, organulos, partfculas subcelulares. y/o vesfculas. En la Figura 2a el elemento de separacion 13 esta dispuesto en una posicion en el punto terminal inferior 15. Si el elemento de separacion 13 es girado a una posicion en el punto terminal superior 14 (Figura 2b), una primera parte alfcuota de la suspension es inyectada en uno de los puertos inferiores 10, 11 y, por tanto, es cargada en la camara 6. La primera parte alfcuota es tratada a continuacion en la camara 6 aplicando un campo electrico a las celulas suspendidas, derivados celulares, organulos, partfculas subcelulares y/o vesfculas. Posteriormente, la primera parte alfcuota tratada es descargada a traves de uno de los puertos inferiores 10, 11 girando el elemento de separacion 13 de vuelta a la posicion del punto terminal inferior 15 y, al mismo tiempo, una segunda parte alfcuota de la suspension es inyectada en uno de los puertos superiores 7, 8 y, por tanto, es cargada en la camara 6. La segunda parte alfcuota es tratada a continuacion en la camara 6 aplicando un campo electrico a las celulas suspendidas, derivados celulares, organulos, partfculas subcelulares y/o vesfculas. Posteriormente, la segunda parte alfcuota tratada es descargada a traves de uno de los puertos superiores 7, 8 girando el elemento de separacion 13 de vuelta a la posicion del punto terminal superior 14 y, al mismo tiempo, una tercera parte alfcuota de la suspension es inyectada en uno de los puertos inferiores 10, 11 y, por tanto, es cargada en la camara 6. La tercera parte alfcuota es tratada a continuacion en la camara 6 aplicando un campo electrico a las celulas suspendidas, derivados celulares, organulos, partfculas subcelulares y/o vesfculas. Este mecanismo de vaiven con carga y descarga simultaneas de la suspension puede ser repetido hasta que toda la suspension haya sido tratada.

El elemento de separacion 13 separa la camara 6 en dos compartimentos 26, 27 si este esta en una posicion entre los puntos terminales 14, 15 (Figura 2c), en donde cada compartimento 26, 27 de la camara 6 esta disenado para mantener una suspension y comprende dos puertos 7, 8 y 10, 11 para cargar o descargar la camara 6. Cada compartimento 26, 27 puede recibir y mantener una parte alfcuota de la suspension que es movible dentro y fuera de la camara 6 a traves de los puertos 7, 8 y 10, 11. Los compartimentos 26, 27 tienen dispuestos cada uno un puerto 7, 10 a traves de los que los respectivos compartimentos 26, 27 pueden ser llenados con la suspension y con un puerto 8, 11 a traves del que la suspension de este compartimento 26, 27 puede ser purgada. Cuando se hace girar el elemento de separacion 13, un compartimento 26, 27 de la camara 6 es llenado con una parte alfcuota de la muestra, mientras que otra parte alfcuota de la muestra es descargada e impulsada hacia afuera desde el otro compartimento 26, 27. Se puede conectar un recipiente para la muestra entrante a un puerto de entrada superior y a uno inferior 7, 10 y un puerto de salida superior y uno inferior 8, 11 pueden ser conectados a un deposito para la muestra tratada. Como resultara evidente segun la Figura 2, el dispositivo 1 no funciona en forma de flujo continuo sino en vaiven con el que la muestra inyectada es descargada despues del tratamiento por el mismo lado donde fue cargada. La camara 6 posee seis segmentos de electrodo, uno de los cuales esta siempre cubierto por el elemento de separacion 13 y, por tanto, no es utilizable. Por ejemplo, la camara 6 puede aceptar 834 pl por ciclo. Por tanto, en este caso, 1668 pl pueden ser procesados en un ciclo completo.

En una realizacion ventajosa de la invencion, el elemento de separacion esta ajustado de manera que cubre exactamente uno o mas electrodos segmentados para que se puedan establecer los mismos parametros electricos dentro de cada otro segmento de electrodo.

La variante estatica del dispositivo 1 no permite que gire el elemento de separacion 13. En lugar de eso, el elemento de separacion 13 esta fijado fuera de la camara 6 en el lugar del estacionamiento 25, sin cubrir ningun segmento de electrodo segun se muestra en la Figura 2d. Con esta variante se pueden usar los seis segmentos de electrodos y, por tanto, se puede procesar una muestra de 1000 pl. Por ejemplo, la muestra puede ser inyectada en un puerto de entrada inferior o superior 7, 10 del dispositivo 1 y puede ser recogida en el puerto de salida inferior 11. El llenado repetitivo no es posible en este estado del dispositivo 1.

La Figura 3 muestra una vista en perspectiva del lado exterior del dispositivo 1 segun la Figura 1. El dispositivo 1 comprende un miembro de base 30, cuyo lado interno (no visible) es identico al lado interno del miembro de base 2 de la Figura 1. El miembro de base 30 representa un componente adicional del dispositivo 1 que es un ensamblaje de dos componentes (los miembros de base 2 y 30) que estan unidos entre sf. En su lado exterior, el miembro de base 30 tiene dispuestos los conectores 31 para conectar conductos a los puertos 7, 8, 10, 11 de la camara 6 segun las Figuras 1 y 2. Uno o mas recipientes para la suspension a ser tratada y uno o mas depositos para la suspension tratada pueden estar conectados a los conectores 31 por medio de conductos adecuados. La suspension puede ser cargada a y descargada de la camara por medio de un elemento de bombeo, por ejemplo, una bomba de vado o una bomba peristaltica o similar, que puede estar conectada al circuito de suspension entre el recipiente o los recipientes/deposito o depositos y los conectores 31. Para hacer que el dispositivo 1 sea compatible con conductos y sistemas de bombeo comunes, los conectores 31 pueden ser conectores Luer-slip o Luer-lock.

El elemento de ajuste 19 del dispositivo 1 puede estar conectado a una unidad de energfa (no mostrada), por ejemplo, un motor electrico, por medio de un tornillo sin fin, un engranaje de dientes rectos, un engranaje conico, una barra de

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engranajes, una transmision por correa y una barra de acero cuadrada, o mecanismos de engranajes similares o elementos de transmision de potencia (no mostrados).

El miembro de base 30 comprende ademas una multitud de superficies conductoras 32 para proporcionar una conexion electrica a los electrodos dispuestos en la camara. Las superficies conductoras 32 pueden comprender un polfmero electricamente conductor, en particular un polfmero dopado con material electricamente conductor o un polfmero intrmsecamente conductor. Las superficies conductoras 32 han sido disenadas para proporcionar una conexion electrica entre los electrodos y al menos un punto de contacto electrico 33. En esta realizacion, las superficies conductoras 32 son orificios dispuestos en el miembro de base 30 que estan al menos parcialmente llenos del material conductor de electricidad. Las superficies conductoras 32 estan acopladas electricamente al menos a un punto de contacto electrico 33 por medio de al menos un camino conductor, por ejemplo, pistas de cobre sobre una capa del miembro de base (no mostrado). El punto de contacto electrico puede ser contactado al menos por un contacto electrico, para proporcionar una conexion electrica directa o indirecta a una fuente de energfa.

Las Figuras 4a y 4b muestran diferentes vistas del miembro de base 30 segun la Figura 3. La superficie interior 34 del miembro de base 30 esta representada en la Figura 4a. Los electrodos 4, 5 estan aplicados a la superficie interior 34. Tres de estos electrodos 4, 5 son electrodos segmentados 4, mientras que uno de estos electrodos 4, 5 es un contraelectrodo mayor 5. Los electrodos 4, 5 estan aplicados y conectados a superficies conductoras 32 que se extienden desde la superficie interior 34 hasta la superficie exterior 35 del miembro de base 30. Por ejemplo, los electrodos 4, 5 y el material electricamente conductor dentro de la superficie conductora 32 estan hechos del mismo material, por ejemplo, un polfmero electricamente conductor, en particular un polfmero dopado con material electricamente conductor o un polfmero intrmsecamente conductor como ha sido descrito anteriormente. El polfmero puede estar moldeado sobre la superficie interior 34 y la superficie conductora 32 del miembro de base 30 y extenderse a traves de los orificios de la zona conductora 32 segun se muestra en detalle en la Figura 5a. Las superficies conductoras 32 estan acopladas electricamente al menos a un punto de contacto electrico 33 por medio de al menos un camino conductor (no mostrado). El punto de contacto electrico 33 puede ser contactado al menos por un contacto electrico, para proporcionar una conexion electrica directa o indirecta a una fuente de energfa. En una realizacion ventajosa de la invencion, el miembro de base 30 es una placa de circuito impreso (PCB).

La Figura 5a muestra una realizacion ejemplar de una parte de un espacio interno 40 de un dispositivo ejemplar segun la invencion. Por ejemplo, el espacio interno 40 puede ser parte de la camara 6 del dispositivo 1 segun las Figuras 1 y 2. El espacio interno 40 comprende ocho segmentos 41.1, 41.2, 41.3, 41.4, 42.1,42.2, 42.3, 42.4, cada uno de ellos comprende un electrodo 43.1, 43.2, 43.3, 43.4, 44.1, 44.2, 44.3, 44.4. Dos electrodos adicionales 45.1 y 45.2 estan dispuestos en oposicion a los electrodos 43.1,43.2, 43.3, 43.4 y 44.1,44.2, 44.3, 44.4, respectivamente. Los electrodos adyacentes estan separados entre sf por un material aislante 46 que rodea los electrodos 43.1, 43.2, 43.3, 43.4, 44.1,

44.2, 44.3, 44.4 y llena cada separacion 47.1 - 47.8 entre los electrodos adyacentes. El material aislante 46 puede, por ejemplo, consistir en o al menos comprender policarbonato, placa de circuito FR4 u otros materiales aislantes. Las caractensticas de los bordes de los electrodos 43.2 y 43.3, asf como las caractensticas de la separacion 47.2, se describen con mas detalle haciendo referencia a la Figura 5b. Estas caractensticas descritas a continuacion pueden ser aplicadas tambien a otros electrodos 43.1, 43.4, 44.1,44.2, 44.3, 44.4 y a las separaciones 47.1,47.3 - 47.8.

La Figura 5b muestra una parte del espacio interno 40 segun la Figura 5a que comprende dos segmentos 41.2, 41.3, cada uno de ellos comprende un electrodo 43.2, 43.3. Un electrodo adicional 45.1 esta dispuesto en oposicion a los electrodos 43.2, 43.3. Los electrodos adyacentes 43.2, 43.3 estan separados entre sf por un material aislante 46 que rodea los electrodos 43.2, 43.3 y llena la separacion 47.2 entre los electrodos adyacentes 43.2, 43.3. Con el objeto de evitar la formacion de arcos no deseados, los bordes 48, 49 de los electrodos 43.2, 43.3 encarados entre sf dentro del espacio interno 40 estan redondeados. Los bordes redondeados 48, 49 aseguran una reduccion significativa de gradientes perturbadores del campo electrico. Los gradientes del campo electrico crean altas densidades de campo locales innecesarias y, por tanto, aumentan el riesgo no deseado de formacion de arco. Ademas, la homogeneizacion del campo electrico dentro del espacio interno 40 y especialmente el del adyacente a la superficie de los electrodos

43.2, 43.3 puede ser conseguida proporcionando una transicion uniforme a partir de una superficie de electrodo plana a una superficie de electrodo curvada, es decir, de una superficie mas grande a otra de radio de empalme mas pequena. Dicho diseno de electrodo da lugar ademas a una disminucion de la dispersion del campo electrico dentro del espacio interno 40, de manera que las lmeas del campo electrico estan enfocadas cerca de los electrodos 43.2,

43.3,

El diseno del dispositivo segun la invencion puede ser optimizado determinando la relacion optima del radio de cada borde redondeado 48, 49 y el ancho de la separacion 47.2. Esta optimizacion se consigue maximizando el radio del empalme de los bordes redondeados 48, 49 de los electrodos 43.2, 43.3 y al mismo tiempo manteniendo el ancho de la separacion 47.2 lo mas pequeno posible. El diseno ideal asegura un riesgo de formacion de arco muy bajo y una eficiencia de tratamiento muy alta. Por ejemplo, el radio del empalme de los bordes redondeados 48, 49 de al menos uno de los electrodos 43.2, 43.3 puede estar dentro del intervalo de aproximadamente 0,3 - 2,0 mm, mientras que el ancho de la separacion 47.2, es decir, la distancia entre los electrodos adyacentes 43.2, 43.3, puede estar dentro del intervalo de aproximadamente 0,5 - 2,0 mm.

La superficie 50 del material aislante 46 orientado hacia el espacio interno 40 puede estar formada y alineada de manera que corta la superficie de cada uno de los electrodos 43.2, 43.3 en un angulo recto. Como resultado, la

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superficie 50 del material aislante 46 esta dispuesta perpendicularmente a la superficie de los electrodos 43.2 y 43.3, respectivamente. Debido a este diseno favorable, las lmeas equipotenciales de un campo electrico dentro del espacio interno 40 se encuentran en la superficie de los electrodos 43.2, 43.3 de forma ortogonal y, por tanto, no estan desviadas. Por consiguiente, se puede evitar la posible falta de homogeneidad del campo electrico o, al menos, desplazarla a una region dentro del material aislante 46, de manera que la probabilidad de formacion de arco se reduzca aun mas.

El electrodo 45.1 orientado hacia los electrodos 43.2, 43.3 es mas grande que los electrodos adyacentes 43.2, 43.3 y esta dispuesto en oposicion a la separacion 47.2. Es decir, no se dispone de ninguna otra separacion en oposicion a la separacion 47.2, de manera que la region adyacente a la separacion 47.2 sigue expuesta a un campo electrico suficiente para un tratamiento eficiente. Por tanto, la eficiencia de tratamiento global aumenta efectivamente. El electrodo 45.1 se extiende por toda la longitud de ambos segmentos 41.2, 41.3 y, por tanto, es un electrodo comun de ambos segmentos 41.2, 41.3. Por ejemplo, el electrodo mas grande 45.1 puede ser un contraelectrodo o electrodo de tierra, mientras que los electrodos mas pequenos 43.2, 43.3 pueden ser electrodos activos que estan ajustados a alto voltaje o electrodos que tambien estan ajustados al potencial de tierra. Se puede aplicar voltaje, por ejemplo, al electrodo 43.2 (electrodo activo), mientras que el electrodo adyacente 43.3 y el contraelectrodo 45.1 son ajustados al potencial de tierra. Ajustar la configuracion de los electrodos 43.3 y 45.1 que rodean el electrodo activo 43.2 al potencial de tierra da lugar a una disminucion de la dispersion del campo electrico dentro del espacio interno 40, de manera que las lmeas de campo estan enfocadas adyacentes al electrodo activo 43.2 y, por tanto, el control del proceso mejora.

Por ejemplo, al menos uno de los electrodos 43.2, 43.3 puede tener un ancho dentro del intervalo de 5 - 20 mm, mientras que el electrodo mas grande 45 puede tener un ancho dentro del intervalo de 20 - 80 mm.

Durante la operacion del dispositivo segun la invencion, cuando la suspension de celulas, derivados celulares, organulos, partmulas subcelulares y/o vesmulas es tratada mediante la generacion de un campo electrico dentro del espacio interno 40, las superficies planas 51, 52 (o, alternativamente, ligeramente curvadas y/o convexas) de los electrodos adyacentes 43.2, 43.3 que estan en contacto con la suspension son las superficies activas principales del proceso. Las superficies planas 51, 52 estan en oposicion con el electrodo mas grande 45.1 que puede ser usado como contraelectrodo ajustado al potencial de tierra. Por ejemplo, si se aplica un alto voltaje al electrodo 43.3 y el electrodo adyacente 43.2 es ajustado al potencial de tierra, se genera un campo electrico con una alta intensidad de campo en el segmento 41.3 entre las superficies del electrodo paralelo, es decir, la superficie plana 52 del electrodo 43.3 y la superficie 53 plana dispuesta en oposicion (o, alternativamente, ligeramente curvada y/o convexa) del electrodo 45.1 (Figura 6). Debido al diseno ventajoso del dispositivo segun la invencion, las lmeas equipotenciales de esta zona estan distribuidas homogeneamente, de manera que el riesgo de formacion de arco es muy bajo. Basicamente, el siguiente principio es valido: cuanto mas homogenea es la distribucion de las lmeas equipotenciales, menor es el riesgo de formacion de arco. Por consiguiente, deben evitarse la falta de homogeneidad y los gradientes de campo en la zona de transicion de la superficie plana 52 a la superficie redondeada 49 del electrodo 43.3. Con este objeto, segun la invencion, se asegura una transicion uniforme y constante mediante la provision de un primer redondeo que tiene un primer radio de empalme mas grande y un segundo redondeo que tiene un segundo radio de empalme mas pequeno. El segundo radio del empalme aleja la superficie del electrodo 43.3 del electrodo opuesto 45.1 para reducir localmente la intensidad de campo. El borde redondeado 49 del electrodo 43.3 y el diseno de la superficie 50 del material aislante 46 segun se ha descrito anteriormente dan lugar a una reduccion significativa del riesgo de formacion de arco. Ademas, el campo electrico esta enfocado en el segmento 41.3 entre la superficie plana 52 del electrodo 43.3 y la superficie plana dispuesta en sentido opuesto 53 del electrodo 45.1. Lo mismo le ocurre al electrodo adyacente 43.2 si se aplica alto voltaje al electrodo 43.2 y el electrodo 43.3 es ajustado al potencial de tierra durante un impulso de voltaje posterior.

Como resultara evidente en la Figura 6, la region adyacente a la separacion 47.2 sigue expuesta a un campo electrico suficiente para un tratamiento eficiente. Como el volumen de la suspension es tratado dos veces cuando se aplica un impulso de voltaje a continuacion al electrodo 43.2, es deseable una intensidad de campo media dentro de la zona entre la separacion 47.2 y el electrodo en oposicion 45.1. El ancho de la separacion 47.2, es decir, la distancia entre los electrodos adyacentes 43.2, 43.3, es, por tanto, optimizado.

Si el ancho de la separacion es demasiado grande, las celulas, los derivados celulares, los organulos, las partmulas subcelulares y/o las vesmulas en medio de la zona de la separacion aislante estan expuestas a una intensidad de campo inferior a la mitad de la intensidad de campo maxima (por ejemplo, la separacion 54 entre los electrodos 55, 56 representada en la Figura 7). Por tanto, el material tratado dos veces en esta zona no ha sido tratado idealmente.

El diseno ideal del dispositivo segun la invencion aleja posibles "puntos calientes" con gradientes de campo muy elevados lejos de la superficie/esquinas del electrodo. Con los electrodos convencionales y el diseno de la separacion (es decir, los electrodos rectos y rectangulares 57, 58 como se muestra en la Figura 8), los altos gradientes de campo adyacentes a los electrodos se correlacionan con un bajo umbral de formacion de arco y, por tanto, una probabilidad mucho mayor de casos de formacion de arco.

Claims (15)

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   REIVINDICACIONES

   1. Dispositivo (1) para aplicar un campo electrico a una suspension de celulas, derivados celulares, organulos, partfculas subcelulares y/o vesfculas, comprendiendo al menos una camara (6) que comprende al menos un espacio interno (40) para mantener la suspension, comprendiendo el espacio interno (40) al menos dos segmentos (41, 42), en donde cada segmento (41, 42) comprende al menos un electrodo (43, 44, 45) y en donde los electrodos adyacentes (43, 44) estan separados entre sf por al menos una separacion (47) que esta al menos parcialmente llena de un material aislante (46), caracterizado por que los bordes (48, 49) de los electrodos (43, 44) encarados entre sf dentro del espacio interno (40) estan redondeados y la superficie (50) del material aislante (46) orientada hacia el espacio interno (40) corta la superficie (51, 52) de al menos un electrodo (43, 44) en angulo recto.
2. 2. Dispositivo segun la reivindicacion 1, en donde el radio del empalme de los bordes redondeados (48, 49) de los electrodos (43, 44) esta maximizado.
3. 3. Dispositivo segun la reivindicacion 1 o 2, en donde el ancho de la separacion (47) y/o la distancia entre los electrodos adyacentes (43, 44) esta minimizado.
4. 4. Dispositivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, en donde el radio del empalme de los bordes redondeados (48, 49) de al menos uno de los electrodos (43, 44) esta dentro del intervalo de aproximadamente 0,3 - 2,0 mm.
5. 5. Dispositivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en donde el ancho de la separacion (47) y/o la distancia entre los electrodos adyacentes (43, 44) esta dentro del intervalo de aproximadamente 0,5 - 2,0 mm.
6. 6. Dispositivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde al menos uno de los electrodos es mas grande que el otro u otros.
7. 7. Dispositivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde al menos un electrodo (43, 44) tiene un ancho dentro del intervalo de 5 - 20 mm y al menos un electrodo (45) tiene un ancho dentro del intervalo de 20 - 80 mm.
8. 8. Dispositivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde la separacion (47) esta situada de tal manera que una parte de al menos un electrodo (45) esta dispuesta en oposicion a dicha separacion (47).
9. 9. Dispositivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en donde cada segmento (41, 42) tiene dispuesto al menos un primer electrodo (43, 44) y al menos un segundo electrodo (45), en donde el segundo electrodo (45) es un electrodo comun de al menos dos segmentos (41, 42).
10. 10. Dispositivo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en donde el lumen del espacio interno (40) de la camara (6) tiene un volumen de al menos 500 pl.
11. 11. Metodo para aplicar un campo electrico a una suspension de celulas, derivados celulares, organulos, partfculas subcelulares y/o vesfculas, en donde un voltaje es aplicado a los electrodos (43, 44) de una camara (6) comprendiendo al menos un espacio interno (40) para mantener la suspension, comprendiendo el espacio interno (40) al menos dos segmentos (41, 42), en donde cada segmento (41, 42) comprende al menos un electrodo (43, 44, 45) y en donde los electrodos adyacentes (43, 44) estan separados entre sf por al menos una separacion (47) que esta al menos parcialmente llena de un material aislante (46), caracterizado por que el voltaje es aplicado al menos a un electrodo activo (43, 44) mientras que los electrodos (43, 44, 45) o segmentos de electrodos adyacentes y/o en oposicion al electrodo activo (43, 44) estan ajustados al potencial de tierra.
12. 12. Metodo segun la reivindicacion 11, en donde el voltaje es aplicado a un unico electrodo activo (43, 44) mientras que todos los demas electrodos (43, 44, 45) o segmentos de electrodos del espacio interno (40) estan ajustados al potencial de tierra.
13. 13. Metodo segun la reivindicacion 11 o 12, en donde el voltaje es aplicado al menos a dos electrodos (43, 44) o a segmentos de electrodos del espacio interno (40) de manera secuencial.
14. 14. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, en donde el segmento mas cercano a un puerto de salida de la camara es tratado como primer segmento seguido por el segmento adyacente hasta que el ultimo segmento de esta secuencia, el segmento mas distante al puerto de salida, esta siendo tratado.
15. 15. Metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 14, en donde cada segmento (41, 42) tiene dispuesto al menos un primer electrodo (43, 44) y al menos un segundo electrodo (45), en donde el voltaje esta aplicado al primer electrodo (43, 44) y el segundo electrodo (45) es un electrodo comun de al menos dos segmentos (41, 42).