KR20070015171A - 다양한 챔버에 전기장을 생성하기 위한 컨테이너 및 장치 - Google Patents

다양한 챔버에 전기장을 생성하기 위한 컨테이너 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나의 챔버(2) 내에 전기장이 생성되도록 전압을 적용하기 위하여 제1 전극(4) 및 제2 전극(5)을 구비하는 적어도 한 쌍의 전극들을 각각 포함하는 챔버(2)들을 구비한 컨테이너(1)에 대한 것이다. 다양한 챔버(3)들의 적어도 2개의 제1 전극(4)들은 전도성 있게 연결되며, 상기 챔버(2)의 적어도 하나의 제2 전극(5)은 따로따로 전도성 있게 연결될 수 있다. 본 발명은 적어도 하나의 상기 컨테이너(1)를 전기적으로 접촉시키기 위한 장치에 대한 것뿐만 아니라 상기 컨테이너(1)를 제조하는 방법에 대한 것이다.
컨테이너, 전기장, 전극, 프로브

Description

다양한 챔버에 전기장을 생성하기 위한 컨테이너 및 장치{CONTAINER AND DEVICE FOR GENERATING ELECTRIC FIELDS IN DIFFERENT CHAMBERS}
본 발명은 챔버들을 포함하는 컨테이너에 대한 것으로서, 각각의 챔버는 하나의 챔버 내에서 전기장을 생성하는 전압을 적용하기 위한 제1 전극 및 제2 전극을 구비한 적어도 한 쌍의 전극들을 포함한다. 또한, 본 발명은 상기 컨테이너 제조 방법뿐만 아니라 상기 컨테이너 중 적어도 하나를 전기적으로 접촉하기 위한 장치에 대한 것이다.
전술한 특성을 갖는 수개의 챔버들을 구비한 컨테이너는 확립되어 있으며, 여러 개의 프로브(probe)들이 동시에 테스트 되어야 하는 생화학 분야 및 약학 분야에 주로 사용된다. 특별 분야는, 예를 들어 세포(living cell)의 전기천공(electroporation), 전기융합(electrofusion) 및 전기자극(electrostimulation)뿐만 아니라 프로브가 전기장에 노출되어야 하는 모든 분야이다. 목표는, 특히 초고속 분석(HT- analyses: high throughput analyses)을 구비하는 예를 들어 96 또는 384개인 다수의 챔버들을 제공하는 것이며, 그로 인해 최대량의 표본(sample)이 최단 기간 내에 테스트 된다. 이러한 컨테이너들은 일반적으로 다공판(multiwell plate), 미량 역가판(microtiter plate) 또는 다공(multiwell)이라고 일컬어 진다.
통상적으로, 공지된 컨테이너는 2개의 전극(electrode)들을 각각 구비하는 수개의 챔버들을 포함하며, 예를 들어 챔버 내의 세포 현탁물(cell suspension)인 프로브와 접촉한다. 챔버의 2개의 전극들은 전압이 가해지는 경우에 챔버 내에 전기장(electric field)을 발생시키며, 전극들은 예를 들어 직류 전압이 사용되는 때에 다른 극성을 갖는다. 다른 챔버들의 동일한 극성, 즉 모두 양극 및/또는 모두 음극,을 갖는 전극들은 모두 일체(one piece)로 제조되거나, 공통 전원(voltage source)을 통해 전기적으로 이어질 수 있도록 전기적으로 결합된다. 이러한 설비는 상대적으로 제조가 간단하다는 장점을 가지는 반면에, 모든 챔버에 대한 전기적 변수가 동일하여서 결과적으로 각각의 챔버들의 개별적인 작동이 불가능하다는 단점을 갖는다.
살아 있는 세포를 전기적으로 자극하는 장치는 예를 들어 미국 공개 특허 공보 제 US 2002/0028480 A1호에 개시되어 있다. 일 실시예에 따르면, 밴드형 전극(band-like electrode)들이 다공판의 바닥에 둘씩 배치된다. 밴드형 전극들 각각은 상기 플레이트의 각 챔버로 돌출하므로 프로브와 전기적 접촉을 한다. 각각의 밴드형 전극은 그 개방 단부들 중 일 단부에 접촉 영역을 구비하며, 접촉 영역에 전압 발생기가 연결될 수 있다. 한 쌍의 전극들은 일렬의 챔버들에 각각 배정된다. 어떤 전극들의 특별한 실시예에 따르면, 예를 들어 모두 양극인 전극들의 일부는, 예를 들어 음극인 일렬의 전극들의 다른 부분 각각이 따로따로 연결되는 중에 단락된다. 하지만, 각각의 경우에 있어서, 이들 공지된 장치들의 경우에는 챔버들의 전체 열들만이 작동될 수 있으며, 다시 말해서 전기 변수가 챔버의 전체 그룹에 대해 서만 조정될 수 있고 각각의 챔버에 대해서는 조정될 수 없다.
전기 절연체의 표면 상의 전기 전도 경로의 평탄한 설비를 포함하는 전기천공 분석(assay)을 위한 전극 배열은 독일 공개 특허 공보 제 DE 199 17 571 A1호에 개시되어 있다. 전도 경로는 대향되게 배치된 분기점(ramification)에 배치되며 전기천공을 위해 프로브를 수용하는 단일 반응 영역(reaction area)을 포함한다. 대향되게 배치된 전도 경로는 전압이 적용되는 때에 전극과 같이 작용하며, 각각의 전도 경로들은 전압 발생기에 연결된 단일 주경로(main path)로 통합된다. 결과적으로, 공지된 이러한 설비에 의해서는 전기 변수의 변화 가능한 조정이 불가능하므로, 모든 반응 영역은 동일한 전기 조건에 노출된다.
국제 공개 특허 공보 제 WO 03/057819 A1호는, 무엇보다도 다양한 챔버의 전극들이 적어도 둘씩 전기적으로 결합되며, 그로 인해 전기 변수가 챔버들의 단일 집합들에 대해서만 조정될 수 있으며 각각의 챔버들에 대해서는 개별적으로 조정될 수 없는 다공판들에 대해 개시하고 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 전술한 바와 같이 컨테이너의 각 챔버들 내부에 유연하고 개별적이며 신속한 전기장의 생성을 가능하게 하는 컨테이너를 제공하는 것뿐만 아니라 상기 컨테이너의 안전하고 신뢰성 있는 전기 접촉을 위한 장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 목적은 제조될 이러한 컨테이너를 위한 저렴한 제조 방법에 대한 것이다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은 전술한 유형의 컨테이너에 의해 해결될 수 있으며, 다양한 챔버들의 적어도 2개의 제1 전극들은 전도성 있게 결합되며 상기 챔버의 적어도 하나의 제2 전극은 따로따로 전도 결합될 수 있다. 따라서, 컨테이너의 각 챔버는 간단한 방식으로 각각 따로따로 선택되고 제어되고 개폐될 수 있으므로, 프로브는 다양한 조건에 노출될 수 있다. 본 발명에 따른 이러한 컨테이너의 경우에는, 수많은 견본들이 짧은 기간 내에 다양한 조건 하에서 테스트고 컨테이너 또는 프로브를 교환할 필요가 없으므로, 본 발명에 따른 컨테이너는 자동화된 초고속 방법(HT method)에 적합하다. 일부 전극들이 전도성 있게 연결되므로, 전극들의 접촉에 한해서는 기술적 복잡성이 줄어들 수 있다.
동일한 극성을 갖는 전극들의 적어도 하나의 그룹 또는 동일한 극성을 갖는 모든 전극들은, 즉 직류가 적용되는 경우 동일한 극성을 가지며 다양한 챔버에 배정되는 전극들은, 한편으로 본 발명에 따른 방법이 가속될 수 있고 다른 한편으로 전극들의 접촉이 단순화될 수 있도록 전도 결합될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 전압의 적용을 위해 전기적으로 접촉 가능한 특정 접촉 영역들은 상기 전극들에 배정된다. 다양한 챔버들의 적어도 2개의 결합된 전극들은 공통 접촉 영역에 의해 접촉 가능하다. 결과적으로, 제조가 단순화될 수 있으며 필요한 전기 접촉 장치와 전선의 양이 각각 절감될 수 있다.
본 발명에 따른 컨테이너의 특별한 실시예에 있어서, 챔버의 각각의 제2 전극은 전극에 특정하게 배정된 접촉 영역을 구비한다. 컨테이너의 이러한 실시예는 각각의 전극들이 단일 컨테이너의 별개의 작동을 위해 직접적이고 안전하게 접촉될 수 있다. 따라서, 본 발명의 바람직한 실시예에 있어서 상기 접촉 영역들은 전극들에 직접 부착된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 전극들은 컨테이너의 바닥에 있는 전극들의 (하단부) 측면에 배치되어서, 그로 인해 전극들은 하단부로부터 접촉될 수 있으며 컨테이너는 상단 및 측면으로부터 출입 가능하게 유지되므로 자동화된 방법에 특히 바람직하다. 전극의 낮은 하단부를 적어도 전체적으로 취할 수 있는 접촉 영역은 전극들이 전도성 고분자를 포함한다면 챔버 내의 전기장의 균일한 분포에 긍정적인 영향을 미친다.
특히 초고속 적용과 같은 특정 적용의 경우에는, 바람직하게는 6, 8, 12, 16, 24, 32, 48, 64, 96, 128, 192, 384, 1536, 3456, 6144개인 다수의 챔버들이 제공되는 것이 제안된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 다수의 챔버들은 일렬로 또는 평행한 적어도 2열로 배치되며, 하나의 열의 다양한 챔버들의 동일 측면에 배치된 전극들의 적어도 일부는 전도 결합된다. 이러한 특별 장치에 의하면 컨테이너를 제조하는 것이 상당히 단순화되며 또한 재료 비용과 같은 경비가 절감될 수 있다.
인근 열들의 다양한 챔버의 대향되게 배치된 적어도 2개의 전극이 전도성 있게 연결되므로, 본 발명에 따른 컨테이너의 제조가 단순화되고 저렴한 방식으로 이행될 수 있다.
적어도 하나의 전극은, 예를 들어 바람직하게는 금, 은 또는 알루미늄인 금속을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 특정 실시예에 있어서, 적어도 하나의 전극은 특히 탄소 섬유, 흑연, 카본 블랙 및/또는 탄소 나노튜브와 같은 전도성 재료가 바람직하게는 40 내지 80 중량%의 비율로 첨가된 고분자를 포함한다. 고분자는 예를 들어 폴리카보네이트, 폴리에테르에테르케톤, 폴리프로필렌, 바람직하게는 폴리아미드 6 또는 폴리아미드 66인 폴리아미드, 폴리페닐렌설파이드 또는 이들 고분자들의 혼합물일 수 있거나, 또는 하나 혹은 수개의 이들 고분자들을 주성분으로서 포함할 수 있다. 고전도성을 갖는 이러한 고분자 전극들은 사출 성형 공정에서 제조될 수 있으며 테스트 결과에 영향을 주거나 훼손할 수 있는 세포독성 물질들을 배출하지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 접촉 영역은 23℃에서 상기 전극을 구성하는 재료보다 낮은 비저항 또는 경계 저항을 가지며 상기 전극에 부착되는 접촉 재료를 포함한다. 상기 접촉 재료는 바람직하게는 구리인 금속 또는 고유 전도성 합성 재료이고 및/또는 상기 접촉 재료는 23℃에서 비저항이 1 x 10-5 Ohm·cm 이하이고, 바람직하게는 1 x 10-6 내지 2 x 10-6 Ohm·cm 인 것이 바람직하다. 상대적으로 높은 입력 저항을 갖는 고분자 전극을 사용하므로, 전극의 전체 저항이 접촉 재료의 효과에 의해 상당히 감소될 수 있다.
과제는 컨테이너를 제조하기 위한 방법에 의해서도 달성되는데, 챔버를 형성하고 각 챔버마다 적어도 2개의 예비 영역을 포함하는 벽 영역이 비전도성 고분자로 먼저 사출 성형되고 이어서 예비 영역이 전도성 재료를 구비하거나, 또는 각 챔버마다의 적어도 2개의 영역이 먼저 전도성 재료로 제조되거나 성형 프레임에 배치되고 이어서 챔버를 형성하는 벽 영역이 상기 적어도 2개의 영역 주변에서 비전도성 고분자로 사출 성형되며, 다양한 챔버들의 전도성 재료를 포함하는 적어도 2개의 영역들은 서로 전도성 있게 연결되며 적어도 챔버 각각의 다른 영역은 전기 접촉부에 대한 별도의 연결부를 구비한다. 이러한 방법은 본 발명에 따른 컨테이너의 고장 없고 저렴한 제조를 가능하게 한다.
제조 방법의 특히 바람직한 실시예에 있어서, 접촉 재료는 전기 접촉을 위해 전도성 재료에 부착되거나, 바람직하게는 금속 또는 고유 전도성 합성 재료인 접촉 재료는 압력 및/또는 바람직하게는 핫 엠보싱에 의한 열의 효과에 의해서 및/또는 바람직하게는 낮은 비저항을 갖는 접착층의 효과에 의해서 전도성 재료에 부착된다.
이러한 제조 방법에 의해 챔버들의 적어도 일 집합 또는 모든 챔버들은 전도성 재료를 구비한 적어도 하나의 개별 영역을 통하여 전도성 있게 연결된다.
전도성 재료는 예비 영역에 삽입될 수 있는 예를 들어 바람직하게는 금, 은 또는 알루미늄인 금속 전극일 수 있다. 선택적으로는, 전도성 재료는 성형 프레임에 배치된 이후에 상기 전도성 재료 주변에서 사출 성형될 수 있다.
선택적이며 더욱 바람직한 제조 방법에 있어서, 전도성 재료 고분자 전극들은 바람직하게는 특히 탄소 섬유, 흑연, 그을음 및/또는 탄소 나노튜브와 같은 전도성 재료가 40 내지 80중량%의 비율로 첨가된 고분자이므로 성형 프레임 또는 상기 예비 영역 내에서 사출 성형될 수 있다.
또한, 상기 과제는 전술한 바와 같이 전기 접촉을 위한 장치에 의해 해결되는데, 일 접촉 부재 각각은 상기 컨테이너의 일 챔버의 적어도 하나의 제2 전극을 위해 각각 제공되며, 바람직하게는 1 내지 6개인 일부 접촉 부재들은 전기적으로 결합된 상기 제1 전극들을 위해 제공된다. 이 실시예에 있어서, 연결되지 않은 제2 전극들은 일 접촉 부재에 의해 각각 접촉되며, 그로 인해 각각의 챔버는 따로 개폐될 수 있다. 일부 접촉 부재들만이 연결된 제1 전극들을 위해 필요하므로, 제조상의 노력이 절감될 수 있어서 본 발명에 따른 장치의 제작이 단순화된다. 접촉 부재들은 핀 접촉부, 스프링 접촉부 등일 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 접촉 부재가 구조물 상에 배치되는 바람직하게는 판인 구조물이 제공되며, 구조물은 특히 전동기에 의하여 수직으로 및/또는 수평을 이동 가능하다.
상기 컨테이너를 설치하기 위하여 플랫폼이 제공되는 것이 바람직한데, 플랫폼은 특히 전동기에 의해 수평으로 및/또는 수직으로 이동 가능하다. 플랫폼은 적어도 하나의 개구부 구비하거나 천공된 판이며, 구멍의 수는 접촉 부재의 수에 대응한다. 개구부 또는 구멍은 전극을 접촉시키기 위하여 접촉 부재를 삽입시키는 역할을 한다.
또한, 상기 접촉 부재들이 배치되는 내부 공간이 제공되며, 및/또는 상기 접촉 부재들이 삽입될 수 있는 적어도 하나의 개구부가 제공된다. 따라서, 전기 접촉부는 장치를 작동시키는 작업자의 안전을 보호하기 위하여 장치의 내부 공간에 배치된다.
이러한 실시예는 컨테이너 및/또는 플랫폼이 내부 공간으로 삽입될 수 있는 하우징의 개구부가 구비되어서 장치의 안전성이 증가하므로 바람직하다.
바람직한 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 장치는 적어도 하나의 저장 유닛을 포함할 수 있거나 적어도 하나의 저장 유닛에 연결될 수 있으며, 상기 저장 유닛은 축전기인 것이 바람직하다. 몇개의 저장 유닛들이 병렬 또는 직렬로 연결되는 것도 가능하다.
또한, 적어도 하나의 스위치 부재가 상기 저장 유닛과 상기 컨테이너의 상기 전극들 사이에 배치되고, 및/또는 스위치 부재가 각각의 내부 공간 및/또는 연결된 전극들의 각 집합에 배정되는데, 스위치 부재는 계전기인 것이 바람직하다. 스위치 부재를 작동시킴으로써(제어함으로써) 각각의 전극들 또는 챔버들이 특별하고 안전하게 개폐될 수 있다.
본 발명의 특별한 실시예에 있어서, 스위치 부재들은 직접 접촉 부재들에 부착되며 바람직하게는 접촉 부재가 위에 배치되는 구조물 아래에 부착된다. 이러한 바람직한 설비는 본 발명에 따른 장치의 초소형 구조를 가능하게 한다.
본 발명은 도면들을 참조하여 아래에서 자세하게 기술된다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 나타내기 위한 본 발명에 따른 장치의 일 실시예의 다양한 도면들을 개략적으로 도시하며, a)는 사시도, b)는 평면도, c)는 배면도이다.
도 2는 특별히 형성된 프레임에 삽입될 수 있는 스트립인 본 발명에 따른 장치들의 특별 실시예들의 다양한 평면도들을 도시하며, a)는 부분적으로 채워진 프레임이고, b)는 전체적으로 채워진 프레임이다.
도 3은 96 챔버들을 구비한 본 발명에 따른 컨테이너의 일 실시예의 사시도를 도시하며, a)는 전부 미량 역가판이고, b)는 챔버의 특별한 도면이다.
도 4는 도 3에 따른 상기 장치의 배면부 측면의 평면을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 장치의 접촉 부재의 배열을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 장치의 접촉 부재의 배열의 다른 실시예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 컨테이너를 전기적으로 접촉하기 위한 본 발명에 따른 장치를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 방법을 이행하기 위한 장치의 회로도를 도시하며, a)는 공통/조인트 전극을 구비한 실시예이고, b)는 도 5에 따른 접촉 부재의 설비를 위한 실시예이다.
도 9는 본 발명에 따른 방법의 일 실시예의 별개의 단계들을 나타내는 순서도이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 설명 **
1: 컨테이너 34: 접촉 부재
2: 컨테이너 35: 장치
3: 벽 영역 36: 하우징
4: 제1 전극 37: 판
5: 제2 전극 38: 접촉 부재
6: 틈 39: 플랫폼
7: 접촉 영역 40: 하우징의 개구부
8: 접촉 영역 41: 내부 공간
9: 접촉 영역 42: 구멍
10: 열 45: 설비
11: 열 46: 펄스 발생기
12: 밑 47: 저장 유닛
13: 바닥 48: 저장 유닛
15: 컨테이너 49: 저장 유닛
16: 결속 부재 50: 저장 유닛
17: 프레임 51: 에너지 저장 유닛
20: 컨테이너 52: 전력 공급부
21: 챔버 55: 센서 저항기
22: 벽 영역 56: 전극
23: 제1 전극 57: 스위치 부재
24: 제2 전극 58: 전극
25: 틈 59: 제어 유닛
26: 표면 60: 컴퓨터
27: 개구부 61: 조정 유닛
28: 측벽 62: 설비
29: 접촉 영역 63: 제1 전극
30: 접촉 영역 64: 제2 전극
31: 접촉 부재 65: 스위치 부재
32: 구조물 70 내지 84: 단계
33: 접촉 부재
도 1은 본 발명에 따른 컨테이너(1)의 특히 바람직한 실시예의 다양한 도면들을 도시한다. 컨테이너(1)는 도 a)에 사시도, 도 b)에 평면도, 도 c)에 배면도로 도시된다. 본 발명에 따른 컨테이너(1)는 16개의 챔버(2)들을 포함하는데, 각각의 챔버는 벽 영역(3)의 옆에 형성된다. 각각의 챔버(2)는 제1 전극(4)과 제2 전극(5)을 구비하는 한 쌍의 전극들을 포함한다. 벽 영역(3)은 예를 들어 유리 또는 플라스틱과 같은 비전도성 재료를 포함하는 반면에, 전극(4, 5)들은 전도성 재료로 제조된다. 예를 들어, 전극(4, 5)들은 금속, 즉 알루미늄, 구리, 은 또는 금을 포함할 수 있다. 하지만, 전극들은 전도성 재료가 첨가된 고분자(polymer)로 제조되는 것이 바람직하다. 이 경우에, 첨가물은 예를 들어 탄소 섬유, 흑연, 카본 블랙(carbon black) (그을음) 및/또는 탄소 나노튜브(carbon nanotube)를 포함할 수 있다. 상기 고분자는 40 내지 80 중량%의 첨가물의 비율을 포함할 수 있다. 이러한 전도성 고분자는 바람직한데, 이는 전도성 고분자가 사출 성형 공정에 의해 합리적인 비용으로 쉽게 제조될 수 있으며 금속으로 제조된 전극과는 다르게도 세포독성 금속 이온(cytotoxic metal ion)을 배출하지 않는다. 고분자 내부의 첨가물의 비율은, 한편으로 고분자가 충분한 전도성을 갖고 다른 한편으로 사출 성형이 여전히 가능하도록 선택되어야 한다. 이러한 특성들은 40 내지 80 중량%의 비율 범위에서 보장된다.
각각의 챔버(2)에 있어서, 제1 전극(4)과 제2 전극(5)은 세포의 현탁물을 수용하는 역할을 하는 틈(6)을 형성하며, 틈의 내부에서 세포뿐만 아니라 예를 들어 핵산과 같은 생리활성분자(biologically active molecule)가 용해된다. 전압이 한 쌍의 전극들에 가해지는 때에 전류가 틈(6) 내부에 있는 세포의 부유물을 통하여 흘러서, 상기 생리활성분자가 상기 세포로 변환되도록 유발한다. 이러한 기술은 전기천공으로서 일반적으로 공지되어 있다. 양 전극(4, 5)들은 전압이 가해지는 때에 반대 극성을 갖는데, 다시 말해서 일 전극(4, 5)은 음전위(negative potential)를 나타내어서 음극으로서의 역할을 하는 반면에 다른 전극(4, 5)은 양전위(positive potential)를 나타내므로 양극으로서 작용한다. 따라서, 전류의 방향에 따라서 제1 전극(4)과 제2 전극(5)은 각각 음극 또는 양극으로서 역할을 할 수 있으며, 각각의 극성은 본 발명에 있어서는 중요하지 않다. 예를 들어, 직류 전압을 사용하는 경우에는 반대 극성들이 고정되는 반면에, 교류 전압을 사용하는 경우에는 극성들이 양 방향으로 반복되므로 그로 인해 교번자계(alternating field)가 생성된다.
접촉 영역(7)은 전기 접촉을 확립하기 위해 각각의 전극(4, 5)에 배정된다. 예를 들어, 상기 접촉 영역(7)은 바람직하게는 축전기(capacitor)인 저장 유닛에 연결될 수 있으며, 저장 유닛은 틈(6) 내부에 전기장을 생성하기 위해 선택적으로 배출될 수 있다. 도 1에 도시된 컨테이너의 경우에, 접촉 영역(7)은 전극(4, 5)의 배면부에 배치되는데, 이것은 도 c)에 명확하게 도시되어 있다. 이러한 실시예에 있어서, 전극(4, 5)들은 전도성 재료가 첨가된 고분자로 제조된다. 접촉 영역(7)은 바람직하게는 압력 및 열의 효과에 의하여, 즉 핫 엠보싱(hot-embossing)에 의하여 전도성 고분자에 매우 단단하게 부착되는 접촉 재료를 포함한다. 접촉 재료는 전극(4, 5)이 제조되는 전도성 재료보다 낮은 비저항(specific resistance)(23℃에서) 및 입력 저항 또는 경계 저항을 각각 가진다. 본 실시예에 있어서, 접촉 영역은 핫 엠보싱을 사용하여 전극(4, 5)에 부착된 구리박(copper foil)을 포함한다. 도 c)에 분명하게 도시된 바와 같이, 모든 제1 전극(4)들은 공통 접촉 영역(8)을 포함하며, 다시 말해서 예를 들어 컨테이너(1)의 모든 전극의 일부는 전압이 가해지는 때에 동일한 극성을 나타내며, 예를 들어 만일 직류 전압이 사용되는 경우에는 모두 음극이다. 상기 접촉 영역(8)은 모든 제1 전극(4)들로 연장하고 모든 제1 전극들을 완전히 덮는 연속적인 스트립 또는 밴드를 포함한다. 따라서, 상기 컨테이너(1)의 모든 제1 전극(4)들은 전도 결합된다. 본 발명에 따른 컨테이너(1)는 적은 비용으로 쉽게 제조될 수 있으며, 동극 전극(homopolar electrode)들은 단일 전기 연결부를 통해 전기적으로 접촉될 수 있어서, 복잡성은 상당히 감소한다는 것은 이러한 방법의 바람직한 점이다. 챔버(2)의 제2 전극(5) 각각은 제2 전극에 배정된 접촉 영역(9)을 포함한다. 그로 인해, 각각의 챔버(2)의 제2 전극(5)들은 개별 접촉 영역(9)을 통하여 떨어져서 연결될 수 있다. 따라서, 각 챔버(2)에서의 전기장의 생성은 따로따로 작동될 수 있다. 각각의 챔버(2)를 따로 제어하는 것은 바람직 한데, 이는 다양한 조건이 다양한 챔버(2)에 위치한 개별 세포 부유물과 프로브에 각각 적용될 수 있도록 하기 위해 전기 변수는 각각의 챔버에 대하여 개별적으로 조정될 수 있기 때문이다.
본 발명에 있어서, 16개의 챔버(2)들이 2열(10, 11)로 배치되고, 각각의 열은 8개의 챔버(2)들을 포함한다. 줄지어 있는 이러한 배열로 인하여, 일 열(10, 11)과 동일 측면에 각각 배치된 제1 전극(4)들과 각각 대향되게 배치된 인근 열(10, 11)의 제1 전극(4)들은 전기적으로 결합될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 컨테이너(1)의 제조가 단순해지고, 보다 작은 양의 재료가 필요하며 부가적으로 전기 접촉이 용이해진다. 이 실시예에서 접촉 영역(7, 8, 9)들이 컨테이너(1)의 바닥(13)에 있는 전극(4, 5)의 하단부 측면에 배치되므로, 전기 접촉은 하단부로부터 달성될 수 있다. 따라서, 구조적인 노력은, 특히 예를 들어 96개 또는 그 이상의 수많은 챔버들을 구비한 컨테이너가 사용되어야 하는 경우라면 추가로 감소될 수 있다. 부가적으로, 양 전극(4, 5)들이 하단부로부터 접촉될 수 있어서, 위로부터 세포 부유물로 들어가는 전극의 사용은 회피될 수 있으므로, 틈(6) 내의 전기장의 동질성에 긍정적인 효과를 미친다.
도 2는 본 발명에 따른 컨테이너(15)들의 특유한 실시예의 평면도를 도시하며, 컨테이너(15)는 도 1에 따른 컨테이너(1)에 일반적으로 대응한다. 컨테이너(15)들은 또한 스트립형(strip-like)으로 형성되고 적어도 하나의 자유 상단부에 특별 결속 부재(16)를 포함하며, 특별 결속 부재는 스트립을 프레임(17)에 결속하는 역할을 한다. 도면에 도시된 바와 같이, 도 a)는 각각 16개의 챔버들을 포함하 며 프레임(16)에 삽입될 수 있고 프레임으로부터 제거될 수 있는 단일 컨테이너(15)이다. 따라서, 프레임(17)은 각각의 컨테이너(15)들이 배치되어야 하는 경우에도 재사용될 수 있다. 그 결과, 보다 적은 재료가 필요하고 환경 적합성이 개선될 수 있다. 또한, 도시된 시스템은 프레임(17)의 크기에 따라서 다양한 수의 챔버들을 가변적으로 장착할 수 있다. 도 b)는 6개의 컨테이너(15)들을 장착하여 완전히 채워진 프레임(17)을 도시한다. 따라서, 표준 미량 역가판에 대응하는 96개의 챔버들이 사용될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 컨테이너(20)의 다른 실시예를 도시하며, 컨테이너(20)는 도 1에 따른 컨테이너(1)에 일반적으로 대응한다. 컨테이너(1)와는 달리 전술한 컨테이너(20)는 전부 96개의 챔버들을 포함하는데, 챔버들은 각각의 열이 8개의 챔버(21)들을 포함하는 12개의 열로 배치된다. 단일 챔버(21)는 개략적으로 사시도로 도시된다. 이 챔버(21)는 원통형으로 형성되고 전도성 고분자로 제조된 벽 영역(22)을 구비한다. 챔버(21)는 제1 전극(23)과 제2 전극(24)을 구비하는 한 쌍의 전극들을 추가로 포함한다. 양 전극(23, 24)들은 세포의 부유물 및 프로브를 수용하는 역할을 하는 틈(25)을 각각 형성한다. 챔버(21)의 벽 영역(22)은 틈(25)을 충진하는 것을 허용하기 위해 상단부에서 개방되는데, 내면(inner surface)(26)은 틈(25)을 향하여 개구부(27)로부터 내부로 좁아진다. 개구부(27)의 깔대기형 형상으로 인하여, 개구부(27)가 피펫팁(pipette tip)으로 나아가는 경우에 챔버(21)를 충진하는 것이 용이해진다. 틈(25)은 측벽(28)이 하단부 방향으로 측면으로 테이퍼짐으로 인해 추가로 좁아져서, 틈은 바닥 영역에서 실질적으로 첨단(tip)형으 로 된다. 따라서, 이것은 전극(23, 24)들 사이의 틈(25)에 수용될 수 있는 예를 들어 100㎕이하의 작은 체적을 보장한다. 게다가, 틈(25)의 이러한 형상은 챔버(21)의 외부 치수를 변화시킬 필요가 없이 다양한 양을 수용하기 위해 챔버를 적합하게 하며, 그로 인해 전체 챔버(21)를 적합하게 한다. 결과적으로, 컨테이너(20)가 자동 공정에 제공되는 경우에 이것은 특히 바람직하다. 챔버(21)를 다양한 체적에 적합하게 하기 위해서는, 단지 측벽(28)의 경사가 제조 공정에서 변화되어야 한다.
도 4는 도 3에 따른 컨테이너(20)의 하단부 측면을 도시한다. 도 1c)에 따른 컨테이너(1)에서와 같이 이 실시예에서 두 인근 열들의 제1 전극들은 이 도면에서 보이지 않으며, 다시 말해서 예를 들어 직률가 적용될 때 동일한 극성을 나타내는 전극들은 공통 접촉 영역(29)을 포함한다. 따라서, 이 실시예에서 16개의 챔버(21)들은 그 제1 전극(23)들을 통하여 항상 전기적으로 결합된다. 그로 인해, 컨테이너(20)는 총 6개의 공통 접촉 영역(29)을 포함한다. 반대 극성을 나타내는 각 챔버(21)의 각각의 제2 전극(24)들은 예를 들어 직류 전압이 적용되는 경우 전혀 연결되지 않으며, 각각의 제2 전극(24)은 그 전극만의 접촉 영역(30)을 포함한다. 이러한 특유한 설비로 인하여, 본 발명에 따른 컨테이너(20)의 제조는 모든 각각의 챔버(21)의 개별 제어가 여전히 가능함에도 불구하고 단순화된다. 컨테이너의 다수의 제1 전극들의 전기 연결은 전반적인 구조적 노력을 경감시키며 하단부로부터 전극의 효과적인고 안전한 접촉을 추가로 허용한다. 이는 도 5과 도 6으로부터 각각 명확하게 된다.
전술한 실시예들에 있어서, 각각의 전극(4, 5, 23, 24)은 반원(semi-circle) 형으로 형성된다. 하지만, 전극들은 적어도 부분적으로 예를 들어 판형, 즉 평탄하게 형성될 수도 있다. 바람직한 실시예에서, 전극들은 예를 들어 컨테이너의 하단부에 반원형 및 틈을 따르는 전술한 판형으로 형성된다. 하지만, 다른 대안적인 형상도 또한 가능하다.
도 5는 본 발명에 따른 컨테이너의 접촉을 위해 본 발명에 따른 장치 내의 접촉 부재(31)들의 배열을 개략적으로 도시한다. 접촉 부재(31)들은 특별히 이를 위해 형성된 구조물(32) 내에 또는 구조물 상에 배치된다. 상기 구조물(32)은 예를 들어 판 또는 틀(framework)일 수 있다. 상기 접촉 부재(31)는 예를 들어 핀 접촉부(pin contact), 스프링 접촉부(spring contact) 등일 수 있다. 본 실시예에 있어서, 접촉 부재(31)들은 도 3에 따른 컨테이너(20)의 전기 접촉에 특히 접합하도록 구조물(32)에 각각 배치된다. 도면에서 검은 점(dot)들로 표현된 여러 접촉 부재(33)들은 전기적으로 결합된 제1 전극과 공통 접촉 영역에 접촉하기 위해 각각 제공된다. 이와는 반대로, 도면에서 흰색으로 표시된 접촉 부재(34)들은 별도로 접촉될 수 이쓴 제2 전극들과 접촉하기 위해 제공된다. 따라서, 상기 실시예에 있어서 하나의 접촉 부재(34)는 연결되지 않은 각각의 제2 전극을 위해 각각 제공되는 반면에, 오직 하나의 접촉 부재(33)만이 전부 전기적으로 결합된 제1 전극들을 위해 제공된다. 따라서, 하나의 접촉 부재(33)만이 챔버들의 하나의 2열을 위해 필요하다. 부가적으로, 모든 접촉 부재(33)들은 전기 접속부의 수를 상당히 줄이기 위하여 전기적으로 결합될 수 있다. 따라서, 제조 비용 및 제작상의 노력이 감소될 수 있다. 하지만, 개별 접촉 부재(34)들이 각 챔버에 배정되므로, 각 챔버의 별도 조정은 유지된다.
도 6은 접촉 부재(31)들의 다른 배열을 도시하며, 접촉 부재는 3개의 접촉 부재(33)들이 결합된 전극들을 위해 제공된다는 특징만 제외하고는 도 5에 따른 접촉 부재에 대응한다. 이러한 3개의 접촉 부재(33)들은 연결된 제2 전극들의 공통 접촉 영역을 따라 일렬로 배치된다. 2개의 추가적인 접촉 부재(33)들을 제공함으로써, 전기 접촉이 향상될 수 있다. 또한, 불량 또는 결여된 접촉의 가능성이 상당히 감소될 수 있다. 이 실시예는 도 2에 따른 프레임(17) 내에 단일 컨테이너(15)들의 존재를 확인하기 위하여 저항을 측정하기 위해 이들 3개의 접촉 부재(33)들 중 2개를 사용하는 것도 가능하게 한다.
도 5 및 도 6에 따른 구조물(32)에 배치된 접촉 부재(31)들은, 전기 접촉을 달성하기 위해 예를 들어 도 3 및 도 4에 따른 컨테이너(20)의 하단부 측면이 구조물(32) 상으로 간단하게 적용될 수 있도록 한다. 접촉 부재(31)들의 배열은 연결된 제1 전극들과 연결되지 않은 제2 전극(24)의 접촉 영역(29, 30)의 배열에 각각 정확하게 대응한다.
도 7은 본 발명에 따른 컨테이너를 접촉하기 위한 본 발명에 따른 장치(35)의 개략적인 사시도를 도시한다. 장치(35)는 하우징(36)과 상기 하우징(36) 내에 배치된 판(37)을 포함하며, 판에는 핀형 접촉 부재(38)들이 고정된다. 판(37)은 도 5 및 도 6에 따른 구조물(32)에 각각 대응한다. 판(37)은 수직으로 이동가능한데, 상기 판(37)을 움직이게 하는 메커니즘은 도면에 도시되지 않는다. 장치(35)는 수평으로 이동가능한 플랫폼(39)을 추가로 포함하는데, 상기 플랫폼(39)을 움직이게 하는 메커니즘 역시 도면에 도시되지 않는다. 플랫폼(39)은 상기 하우징(36)의 개구부(40)를 통하여 하우징(36)의 내부 공간(41)으로 움직일 수 있다. 따라서, 하우징(36)은 내부에서 방전이 일어날 수 있는 일종의 창고(garage)이다. 이것은, 예를 들어 전기천공과 같이 사용자에게 해로울 수 있는 고전압펄스가 사용되므로 안전상의 이유로 인하여 바람직하다. 이러한 실시예에 있어서, 사용자는 추가적인 진행 중에 본 발명에 따른 장치(35)를 추가로 접촉하는 필요가 없이 프로브를 포함한 컨테이너를 플랫폼(39)상에 배치해야만 한다. 예를 들어, 도 3 및 도 4에 따른 컨테이너(20)와 같이 본 발명에 따른 컨테이너가 플랫폼(39)에 적용된다면, 컨테이너를 포함하는 플랫폼(39)은 개구부(40)를 통하여 본 발명에 따른 장치(35)의 하우징(36)의 내부 공간(41)을 이동된다. 이것은 전동기 구동 메커니즘에 의해 자동으로 달성될 수 있다. 컨테이너를 포함한 플랫폼(39)이 내부 공간(41)에 완전히 위치하는 때에, 접촉 부재(38)를 포함한 판(37)이 상향으로 움직인다. 그로 인해, 핀형 접촉 부재(38)들은 컨테이너의 접촉 영역들과 접촉할 수 있도록 하기 위해 플랫폼(39)의 각 구멍(42)들로 삽입된다. 따라서, 접촉 부재(38)와 컨테이너의 전극들 사이의 전기 접촉이 달성된다. 이어서, 보호 하우징(36) 내부에는 각 챔버 내부에 전기장을 생성하기 위한 전압펄스가 작동될 수 있다.
본 발명에 따른 장치(35)는 완전히 자동화된 공정에서 본 발명에 따른 컨테이너의 접촉에 매우 적합하며, 특히 매우 높은 작업량을 특징으로 하는 방법에 적합하다. 이러한 방법의 안전하고 신뢰 가능한 실행은 본 발명에 따른 장치에 의해 보장된다. 또 다른 선택적인 실시예에 있어서, 컨테이너를 포함하는 플랫폼을 하우 징 외부에 남겨두고 전극들과 접촉하기 위하여 접촉 부재들을 구비한 구조물만을 수직 및/또는 수평으로 움직이는 것도 가능하다. 이 경우에, 전기 접촉은 사용자가 컨테이너를 플랫폼에 이미 위치시키고 장치를 더 이상 만지지 않는 때에만 달성될 수 있다. 완전히 자동화된 공정에서는 컨테이너의 적용이 수동으로 달성되지 않고 기계에 의해 달성되지만, 여전히 이러한 선택적인 실시예가 바람직할 수 있는데, 이는 본 발명에 따른 장치의 간단한 구조가 가능하기 때문이다.
도 8a)는 본 발명에 따른 방법을 이행하기 위한 본 발명에 따른 설비(45)의 실시예의 개략적인 회로도를 도시한다. 설비(45)는 2개의 저장 유닛(47, 48)들을 구비한 펄스 발생기(46)를 포함한다. 이들 저장 유닛(47, 48)들은 소정의 전하로 각각 충전되며 선택적인 방전에 의해 형성된 전압펄스를 이송시킬 수 있다. 저장 유닛(47, 48)들은 또한 축전지들일 수 있는 에너지 저장 유닛(51)의 추가적인 저장 유닛(49, 50)들에 의해 소정의 전하로 충전된다. 이를 위해, 저장 유닛(49, 50)들은 전력 공급부(52)에 의해 전압이 가해진다. 전력 공급부(52)와 저장 유닛(49, 50) 사이에 저장 유닛(49, 50)을 배치하는 것은 바람직하며, 이는 저장 유닛(47, 48)이 보다 빨리 충전될 수 있으므로 빠른 연속적인 펄스가 가능하기 때문이다. 저장 유닛(47, 48)들은 전력반도체(미도시)에 직접 연결될 수 있으며, 이에 의해 저장 유닛(47, 48)의 선택적인 방전이 제어된다. 전력반도체는 예를 들어 절연게이트형 양극성 트랜지스터(IGBT) 또는 금속산화막 반도체 전계효과 트랜지스터(MOSFET)일 수 있다. 하지만, 전압 또는 전류가 필요한 회로 시간에 따라 작동되도록 제어하는 다른 전자 부품들이 사용될 수도 있다. 2개의 저장 유닛(47, 48)의 사용은 짧 은 정전이 있거나, 또는 정전 없이 차례로 이어지는 2개의 전압펄스를 이송하는 것을 허용한다. 이는 특정 세포 유형의 전기천공의 경우에는 바람직할 수 있다. 이러한 특정 적용에 있어서, 짧은 기간의 고전압펄스에 이어서 보다 시간이 긴 저잔압펄스가 이어지며, 제2 펄스는 정전없이 제1 펄스의 뒤를 잇는다.
본 실시예에 있어서, 펄스 발생기(46), 즉 저장 유닛(48)뿐만 아니라 저장 유닛(47)은 센서 저항기(55)를 통해 공통 전극(56)에 연결된다. 예를 들어, 공통 전극(56)은 본 발명에 따른 컨테이너의 하단부 영역에 배치된 전극판(electrode plate)일 수 있으며 이 실시예에서는 96개인 모든 챔버들에 걸쳐 연장될 수 있다. 따라서, 이러한 실시예에 있어서 컨테이너의 모든 제1 전극들은 전기적으로 결합되며, 이는 다시 말해서 직류 전압이 공급될 때 동일한 극성을 나타낸다. 게다가, 저장 유닛(47, 48)들은 하나의 챔버에만 배정된 스위치 부재(57)들을 통하여 챔버의 각 제2 전극들에 연결된다. 스위치 부재는 바람직하게는 계전기(relay)이다. 예를 들어 직류 전압이 가해질 때 전극(56)과 반대 극성을 나타내는 제2 전극(58)들은 각각 위에서 챔버로 잠기는 단일 핀형 전극 및 세포 부유물 또는 프로브이다. 96개의 챔버들 중 하나의 챔버의 각 제2 전극(58)에 하나의 계전기가 배정되어서, 그로 인해 모든 챔버들이 각각 별도로 개폐되거나 제어될 수 있으므로, 펄스 발생기(46)에 의해 이송된 각각의 전압펄스는 각 활성 챔버에 전기장의 생성을 독점적으로 유발할 수 있다. 하나의 공통 전극(56)을 발생시키는 제1 전극의 전기적 연결로 인하여 특히 단일 전극들에 전선을 가설하는 제조상의 노력이 상당히 줄어들 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 전기 변수가 모든 단일 챔버에서 변화될 수 있도록 하기 위해 컨테이너의 96개의 챔버들은 96개의 스위치 부재(57)에 의해 개별적으로 작동될 수 있다. 바람직하게는, 스위치 부재(57)들이 연속적으로 연결되며, 다시 말해서 다양한 챔버 내의 전기장의 생성이 연속적으로 이루어질 수 있다. 선택적으로는, 예를 들어 전체 작동 속도를 향상시키기 위하여 병렬식의 2개의 계전기를 작동을 허용하는 2개의 펄스 발생기들이 제공될 수 있다. 하지만, 이러한 경우에 컨테이너의 챔버는 2 영역들로 나뉘어야 하며 각 영역은 펄스 발생기에 연결되어야 하므로, 전체 제조상의 노력이 증가된다.
전력반도체를 작동하는 것뿐만 아니라 저장 유닛(49, 50) 및 저장 유닛(47, 48)을 충전하는 것은, 예를 들어 종래 컴퓨터(60)에 의해 작동될 수 있는 제어 유닛(59)에 의하여 제어된다. 바람직한 본 실시예에 따르면, 전류는 소정의 단위 시간에서의 전류의 통합에 의해 결정되는(Q control) 이송된 전체 전하에 의해 공정을 제어하기 위하여 전압펄스를 적용하는 동안에 센서 저항기(55)를 통해 조정 유닛(61)에 의해 측정될 수 있다. 따라서, 제어 유닛(59)은 예를 들어 소정의 전체 전하량에 도달하자마자 각각의 계전기가 개방되는 것을 야기할 수 있다. 제어 유닛(59)에 의한 본 발명에 따른 방법의 제어는 도 9를 참조하여 아래에서 설명된다.
도 8b)는 본 발명에 따른 방법의 이행을 위한 설비(62)의 또 다른 실시예를 도시하는데, 설비는 도 8a)에 따른 설비(45)에 일반적으로 대응한다. 설비(62)는 공통 제1 전극이 없으며 전기적으로 결합된 총 6개 그룹의 제1 전극(63)들이 존재한다는 점에서 전술한 설비(45)와 다르다. 이러한 실시예는 도 3 및 도 4에 따른 컨테이너(20)와 도 5에 따른 구조물(32)의 사용에 각각 적합하다. 하나의 컨테이너 의 8개의 챔버의 2열로 된 각각의 제1 전극(63)들, 즉 총 16개의 전극들은 전기적으로 결합되며, 다시 말해서 공통 접촉 영역을 갖는다. 그러므로 이 실시예에 있어서, 파장 발생기는 센서 저항기(55)를 통해 연결된 제1 전극(63)들에 대한 총 6개의 접촉 영역들에 연결된다. 각 챔버의 각각의 제2 전극(64)들은 스위치 부재(65)들을 통해 파장 발생기에 연결된다. 이 실시예에서는 챔버의 각각의 제2 전극이 각각의 제2 전극에 독점적으로 배정된 스위치 부재(65)를 통해 따로따로 작동될 수 있으므로, 각각의 96개의 챔버에서의 전기장 발생은 따로따로 제어될 수 있으며 작동될 개별 챔버는 자유롭게 선택될 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 방법의 일 실시예의 분리된 단계(70 내지 84)들을 나타내는 순서도이다. 루틴(routine)이 시작한 후에, 먼저 전압펄스를 위한 프로그램이 단계(70)에서 획득된다. 이어서, 단계(71)에서 펄스 변수의 목록이 소정의 챔버들을 위해 생성된다. 단계(72)에서, 소정의 챔버 또는 챔버들의 따로따로 작동을 허용하는 제1 스위치 부재 및 다음 스위치 부재 각각은, 또는 특정 실시예에 따라서는 제1 스위치 부재 및 다음 스위치 부재들 각각은 단계(71)의 목록에 따라 작동된다. 단계(73)에서, 가동될 챔버의 전기 저항이 측정된다. 단계(74)에서는, 측정된 저항이 목표치(target value)와 비교된다. 단계(75)에서, 측정된 저항이 예를 들어 챔버가 비워진 경우와 같이 목표 범위를 벗어난다면, 루틴은 단계(72)로 복귀하며 목록 내의 다음 스위치 부재가 작동되는데, 다시 말해서 루틴은 소정의 다음 챔버로 전환하며, 이로써 오류 루프(error loop)가 다시 한번 진행된다. 예를 들어, 챔버가 올바른 세포 부유물로 채워진 경우와 같이 저항이 목표 범위 내에 있는 경우에는, 루틴은 단계(76)로 전환한다. 단계(76)에서, 저장 유닛 또는 저장 유닛들은 소정의 전압(U1) 또는 소정의 전압(U1, U2)으로 각각 충전된다. 하나의 저장 유닛이 제공된 경우에는, 본 발명에 따른 방법은 전압(U1)을 갖는 하나의 전압펄스로 실현된다. 이와는 대조적으로 2개의 저장 유닛들이 제공된 경우라면, 본 발명에 따른 방법은 짧은 중단 또는 중단없이 서로 이어지는 2개의 전압펄스들로 실현될 수 있으며, 펄스들은 전압(U1, U2)을 각각 갖는다. 단계(77)에서, 저장 유닛을 충전하기 위한 전압들은 차단되고 제1 저장 유닛(U1)을 위한 전력 반도체가 폐쇄되므로, 소정의 챔버가 전압펄스에 노출된다. 그 결과, 전류가 센서 저항기를 통해 축정되고 제어될 수 있다. 하나의 저장 유닛과 하나의 전압펄스가 각각 사용된다면, 루틴은 바로 단계(79) 또는 단계(80)로 전환한다. 선택적으로는, 제1 저장 유닛(U1)의 전력 반도체가 소정의 시간이 흐른 뒤 개방될 수 있으며, 루틴은 바로 단계(84)로 전환한다. 반면에, 2개의 전압펄스를 이송하기 위한 2개의 저장 유닛들이 사용된다면, 루틴은 먼저 단계(78)로 전환한다. 단계(78)에서, 제1 저장 유닛(U1)의 전력 반도체는 제2 전압펄스를 이송하기 위해 제2 저장 유닛(U2)의 전력 반도체가 폐쇄되는 동안 소정의 시간이 흐른 뒤 개방된다. 단계(79)에서, 전하는 각각의 전체 전하를 결정하기 위하여 주기적으로 측정된 전류의 값을 사용하여 완성된다. 단계(80)에서, 먼저 전압펄스(들)의 소정의 최대 지속이 도달하였는지 여부가 결정된다. 긍정적인 경우에는, 전압펄스가 오류 루프(단계(82))를 통해 중단되는데, 다시 말해서 루틴이 단계(83)로 전환한다. 펄스의 최대 지속이 도달되지 못한 경우에는, 소정의 전체 전하가 도달되었는지 여부가 단계(81)에서 결정된다. 부정적인 경 우에는, 루틴은 다시 단계(79)로 복귀하고 루프는 다시 수행된다. 소정의 전체 전하가 달성된 경우라면, 루틴은 단계(83)로 전환하며, 단계(83)에서는 제1 저장 유닛(U1)또는 만일 해당된다면 제2 저장 유닛(U2)의 전력 반도체가 개방된다. 단계(84)에서, 목록이 종료되었는지 여부가 결정된다. 부정적인 경우에는, 루틴은 단계(72)로 다시 복귀하며 전체 루프가 다시 수행된다. 목록의 종료가 달성된 경우에는 루틴이 종결된다. 따라서, 각 챔버 내의 전기장의 생성은 따로따로 제어되며, 펄스 변수가 임의의 개별 챔버를 위해 따로 설정되거나 제어될 수 있다. 각각의 단일 챔버 내의 전기장의 생성은 연속적으로 달성되며, 작동될 챔버들의 순서 또는 차례는 임의적으로 설정될 수 있다.

Claims (24)

  1. 하나의 챔버(2, 21) 내에 전기장을 형성하기 위한 전압을 적용하기 위해 제1 전극(4, 23) 및 제2 전극(5, 24)을 포함하는 적어도 한 쌍의 전극들을 각각 포함하는 챔버(2, 21)들을 구비한 컨테이너(1, 15, 20)로서,
    다양한 챔버(2, 21)들의 적어도 2개의 제1 전극(4, 23)들은 전도 결합(conductively coupled)되며, 상기 챔버(2, 21)의 적어도 하나의 제2 전극(5, 24)은 따로따로 전도 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전압을 적용하기 위해 전기적으로 접촉가능한 특정 접촉 영역(7, 8, 9, 29, 30)들이 상기 전극(4, 5, 23, 24)들에 배정되는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  3. 제2항에 있어서,
    다양한 챔버(2, 21)들의 상기 적어도 2개의 결합된 전극(4, 23)들은 공통 접촉 영역(8, 29)에 의해 접촉가능한 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    챔버(2, 21)의 각각의 제2 전극(5, 24)은 특정적으로 상기 전극에 배정된 접촉 영역(9, 30)을 구비하는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  5. 제2항, 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 접촉 영역(7, 8, 9, 29, 30)들은 상기 전극(4, 5, 23, 24)들에 직접 부착되는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접촉 영역(7, 8, 9, 29, 30)들은 컨테이너(1, 15, 20)의 바닥(13) 상의 상기 전극(4, 5, 23, 24)들의 하단부 측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    바람직하게는 6, 8, 12, 16, 24, 32, 48, 64, 96, 128, 192, 384, 1536, 3456 또는 6144개인 다수의 챔버(2, 21)들이 제공되는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    수개의 챔버(2, 21)들이 일렬로 또는 최소한 2 개의 평행한 열로 배치되며, 일렬의 다양한 챔버(2, 21)들의 동일 측면에 배치된 전극(4, 5, 23, 24)들의 적어도 일부가 전도성 있게 연결되는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  9. 제8항에 있어서,
    인접한 열들의 다양한 챔버(2, 21)들의 적어도 2개의 대향되게 배치된 전극(4, 5, 23, 24)들은 전도 결합되는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 전극(4, 5, 23, 24)은 특히 탄소 섬유, 흑연, 카본 블랙 및/또는 탄소 나노튜브인 전도성 재료가 바람직하게는 40 내지 80 중량%의 농도로 도핑된 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  11. 제2항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접촉 영역(7, 8, 9, 29, 30)은 상기 전극(4, 5, 23, 24)에 부착되고 23℃에서 상기 전극(4, 5, 23, 24)이 포함하는 재료보다 낮은 비저항 또는 경계 저항(boundary resistance)을 갖는 접촉 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 접촉 재료는 바람직하게는 구리인 금속이거나 고유 전도성 합성 재료이며, 및/또는 상기 접촉 재료는 23℃에서 비저항이 1 x 10-5 Ohm·cm 이하이고, 바람직하게는 1 x 10-6 내지 2 x 10-6 Ohm·cm 인 것을 특징으로 하는 컨테이너.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 컨테이너(1, 15, 20)를 제조하는 방법으로서,
    챔버(2, 21)들을 형성하고 각각의 챔버(2, 21)에 대해 적어도 2개의 예비 영역들을 포함하는 벽 영역(3)이 먼저 비전도성 폴리머로 사출 성형되고 이어서 예비 영역들이 전도성 재료를 구비하거나, 또는 각각의 챔버(2, 21)에 대해 적어도 2개의 영역들이 먼저 전도성 재료로 제조되고 이어서 챔버(2, 21)들을 형성하는 벽 영역(3)이 상기 적어도 2개의 영역 주변에서 비전도성 폴리머로 사출 성형되며,
    전도성 재료를 포함하는 다양한 챔버(2, 21)들의 적어도 2개의 영역들은 서로 전기적으로 결합되며, 챔버(2, 21)의 적어도 각각의 다른 영역은 전기 접촉부에 대한 별도의 연결부를 구비하는 것을 특징으로 하는 컨테이너 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    전기적 접촉을 위하여 접촉 재료는 전도성 재료에 부착되거나, 바람직하게는 금속 또는 고유 전도성 합성 재료인 접촉 재료는 바람직하게는 핫 엠보싱에 의한 압력 및/또는 열의 효과에 의하여, 및/또는 바람직하게는 낮은 비저항을 갖는 접착층(adherent layer)의 효과에 의하여 전도성 재료에 부착되는 것을 특징으로 하는 컨테이너 제조 방법.
  15. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 컨테이너(1, 15, 20)를 전기적으로 접촉하기 위한 장치(35)에 있어서,
    하나의 접촉 부재(31, 34, 38)는 상기 컨테이너(1, 15, 20)의 하나의 챔버(2, 21)의 적어도 하나의 제2 전극(5, 24)을 위해 각각 제공되며, 바람직하게는 1 내지 6개인 몇개의 접촉 부재(31, 33)들은 전기적으로 결합된 상기 제1 전극(4, 23)들을 위해 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 접촉 부재(31, 33, 34, 38)들이 그 위에 배치되는 바람직하게는 판(37)인 구조물(32)이 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    구조물(32)은 특히 모터에 의해 수직 및/또는 수평으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제15항, 제16항 또는 제17항에 있어서,
    상기 컨테이너(1, 15, 20)를 설치하기 위한 플랫폼(39)이 제공되며, 플랫폼은 특히 모터에 의해 수평 및/또는 수직으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 플랫폼(39)은 적어도 하나의 개구부를 구비하거나, 상기 플랫폼(39)은 천공된 판이며, 구멍(42)들의 수가 바람직하게도 접촉 부재(31, 33, 34, 38)들의 수에 대응하는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제15항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 접촉 부재(38)가 그 안에 배치되는 내부 공간(41)이 제공되고, 및/또는 상기 접촉 부재(38)가 관통하여 삽입될 수 있는 적어도 하나의 개구부가 제공되는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제15항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    하우징의 개구부(40)가 제공되며, 컨테이너(1, 15, 20) 및/또는 플랫폼(39)은 개구부를 통과하여 내부 공간(41)으로 삽입될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제15항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치는 적어도 하나의 저장 유닛(47, 48 , 49, 50)을 포함하거나 적어도 하나의 저장 유닛(47, 48 , 49, 50)에 연결될 수 있으며, 상기 저장 유닛(47, 48 , 49, 50)은 바람직하게는 축전기인 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제15항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 스위치 부재(57, 65)는 상기 저장 유닛(47, 48 , 49, 50)과 상기 컨테이너(1, 15, 20)의 상기 전극(4, 5, 23, 24)들 사이에 배치되고, 및/또는 스위치 부재(57, 65)는 각각의 내부 공간(2, 21) 및/또는 결합된 전극(4, 23)들 각각의 그룹에 배정되며, 스위치 부재(57, 65)는 바람직하게는 계전기인 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 스위치 부재(57, 65)는 상기 접촉 부재(31, 33, 34, 38)들에 직접 부착되며, 바람직하게는 상기 접촉 부재(31, 33, 34, 38)들이 배치되는 상기 구조물(32)의 밑에 부착되는 것을 특징으로 하는 장치.
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