WO2007082738A1 - Elektrischer feldkäfig und zugehöriges betriebsverfahren - Google Patents

Elektrischer feldkäfig und zugehöriges betriebsverfahren Download PDF

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WO2007082738A1
WO2007082738A1 PCT/EP2007/000390 EP2007000390W WO2007082738A1 WO 2007082738 A1 WO2007082738 A1 WO 2007082738A1 EP 2007000390 W EP2007000390 W EP 2007000390W WO 2007082738 A1 WO2007082738 A1 WO 2007082738A1
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feldkafig
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Thomas Schnelle
Torsten Müller
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Evotec Technologies Gmbh
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    • B01L2400/0424—Dielectrophoretic forces

Definitions

  • the invention relates to an electric field cage and an associated operating method according to the preamble of the dependent claims.
  • the particles are captured centrally between the electrode planes, where, on the one hand, the capture forces are lowest and, on the other hand, the flow velocity in the channel and thus the deflecting forces are greatest.
  • a voltage increase in the control of the conventional Feldkafige leads to a desired Increase the fixation force.
  • this is associated with an undesirable increase in the heating of the fixed particles, in particular in physiological or more highly conductive media.
  • planar electrode arrangements A disadvantage of these planar electrode arrangements is the fact that the particles to be fixed are repelled at right angles to the electrode plane in the case of negative dielectrophoresis, so that these electrode arrangements alone are not suitable for fixing and holding particles.
  • the known planar electrode arrangements can be used as field cages, if an additional force is utilized, such as the gravitational force or the force generated by a laser tweezer.
  • the invention is therefore based on the object to provide a correspondingly improved field cage.
  • the invention comprises the general technical teaching that at least one of the cage electrodes surrounds the other cage electrode in an annular manner.
  • annular cage electrode is geometrically not limited to circular cage electrodes, but closes different shapes.
  • the annular cage electrodes may be polygonal, rectangular, elliptical or generally round.
  • the outer ring electrode surrounds an inner ring electrode.
  • these two ring electrodes surround a third, for example, circular electrode. Both arrangements are particularly well suited for the manipulation of particles by means of negative dielectrophoresis.
  • a ring electrode comprises on the one hand ring electrodes in the strict sense, which are not filled inside. On the other hand, this term also includes electrodes in which only the circumference is annular, while the electrodes are filled inside.
  • the invention comprises the general technical teaching to use a substantially planar electrode structure as a field cage instead of the known three-dimensional field cages described above.
  • planar field cage used in the context of the invention is preferably to be understood as meaning that the individual cage electrodes are arranged only on one side with respect to the particle to be fixed, whereas the particles to be fixed are fixed within the field cage in the case of the conventional three-dimensional field cages described above that the individual cage electrodes surround the fused particles on different sides.
  • the cage electrodes are thus preferably located on a substrate (ie a surface), which may be, for example, glass, plastic or silicon.
  • the sub strat with the cage electrodes may for example be arranged on an upper channel wall of the carrier flow channel or on a lower channel wall of the carrier flow channel.
  • the individual cage electrodes have a vertical electrode spacing which is smaller than the lateral electrode spacing, whereas the electrode spacing in the case of the conventional three-dimensional field cages described above is substantially greater.
  • the field cage according to the invention has exactly two cage electrodes, but the invention is not limited in terms of the number of cage electrodes to exactly two cage electrodes for the spatial fixation of the suspended particles. Rather, it is also possible, for example, for the field cage according to the invention to have three, four, six or eight cage electrodes or a different number of cage electrodes.
  • the individual cage electrodes of the field cage are preferably each planar and preferably aligned parallel to one another.
  • all the cage electrodes are arranged in a common electrode plane, so that the entire electrode arrangement is exactly planar.
  • the Käfigelekt ⁇ are clear, however, in two parallel and arranged in mutually offset planes.
  • this variant also can be in the scope of the invention as a planar electrode arrangement referred ⁇ , since the individual electrodes of the cage in power to fixie ⁇ particle are arranged only on one side with respect to the.
  • the vertical electrode spacing is preferably substantially smaller than the lateral electrode extent.
  • the inner annular Kafig- electrodes may optionally be disposed above or below the outer annular Kafigelektrode.
  • the annular cage electrodes can be arranged concentrically or eccentrically to one another within the scope of the invention, but a concentric arrangement of the cage electrodes is preferred.
  • the inner annular cage electrode encloses an opening in a channel wall of a carrier flow channel, whereby the suspended particles can enter or exit through this opening in the channel wall.
  • the suspended particles can be transferred, for example, into fluidic quiet zones (for example storage reservoirs) or into other channels.
  • At least one of the annular cage electrodes can be open on one side and / or to have a passivation layer on one side in order to weaken the electrode arrangement in a specific direction.
  • the use of passivation layers for weakening the field cage has the advantage that the relative weakening of the field barrier generated by the field cage can be controlled via the frequency of the field.
  • cell biologically used molecules such as lamin, serve as an insulating layer. This exploits the fact that the coupling of the field into the carrier solution over the given passivation layer is frequency- and medium-dependent. So takes the field docking into the carrier solution with the frequency and decreases with the ratio of the conductivities of the medium and passivation layer and the thickness of the passivation layer.
  • the field cage opens in directions of the passivation layers.
  • the Feild cage can do this at the same time if all passivations are the same.
  • different passivation layers are applied and the field cage is then deposited at these locations e.g. one after the other / selectively opens.
  • the inflow of another medium can be used as a switch.
  • This procedure can both fill the nDEP ring arrays
  • nDEP ring structures on an eg rectangular grid is initially filled with individual neurons.
  • the growth of the axons can be allowed / switched according to the predefined passivations.
  • the openings can also be realized via a laser by ablation of electrode material after the growth of the cells.
  • nDEP-Rmg arrays can be used for collecting and, if appropriate, subsequent cryopreservation of, in particular, particulate material from suspensions.
  • the individual Kafigelektroden are either the same or different shapes.
  • the Feldkafig invention has a certain snap point (minimum of the electric field in negative dielectrophoresis), in which the particles are spatially fixed, the snap point is either directly to a channel wall of Tragerstromkanals or spaced to the channel walls of Tragerstromkanals.
  • the close-to-wall fixation of the suspended particles offers the advantage that the flow velocity is significantly lower there than in the middle of the carrier flow channel, so that smaller holding forces are sufficient for the spatial fixation of the suspended particles.
  • the substrate is provided with a passivation layer, a biochemical coating and / or a nanolayer.
  • the biochemical coating of the substrate can, for example, modify the adhesion properties of the substrate for the particles to be fixed and / or set differentiation signals for the particles to be fixed.
  • the substrate with the Kafxgelektroden the Feldkafigs is not arranged on a channel wall of Tragerstromkanals, but the substrate passes through the Tragerstromkanal in the direction of flow in the middle m shape of a membrane, so that the substrate divides the Tragerstromkanal into two sub-channels. This is particularly advantageous if there is an opening in the substrate through which particles can pass from one partial channel into the other partial channel of the carrier flow channel.
  • the field cage according to the invention is preferably a dielectrophoretic field cage, wherein optionally positive dielectrophoresis or negative dielectrophoresis can be used in order to spatially fix the suspended particles.
  • the invention includes a variant with a plurality of Feldkafigen each having preferably two or three Kafigelektroden, wherein the individual Feldkafige each allow a spatial fixation of one or more suspended particles.
  • the individual field cells are arranged in a matrix-like manner in a plurality of columns and a plurality of rows, with the electrical control of the field cells being effected by a plurality of column control lines and a plurality of row control lines.
  • a common column control line for all Feldkafige the respective column is provided, wherein the column control line is connected at each electrode arrangement of the respective column in each case with the first Kafigelektrode.
  • a common row control line for all field cells of the respective row is provided for each row of the field cells, the row control line being connected to the second cage electrode for each electrode arrangement of the respective row.
  • one of the cage electrodes can optionally be controlled electrically separately or lie on an electrically floating potential.
  • the invention comprises not only the Feldkafig described above, but also a microfluidic system with such Feldkafig and a cell biology device with such a microfluidic system, such as a Zeilsortierer, a ZeIl-Screenmg device or the like.
  • the invention also encompasses the use of a microfluidic system according to the invention in such a cell biological device.
  • the invention also encompasses a microamplulator for manipulating suspended particles, wherein the micromorphulator according to the invention has a field cage according to the invention in order to fix the suspended particles.
  • the micromultiplier can be designed as dielectrophoretic forceps.
  • Suitable electrode materials besides metals and doped semiconductors are also conductive polymers, such as, for example, polyanilm, polypyrrole or polythiophene. Also advantageous is the use of laser-modiflzierbaren polymers, such as polybisalkylthioacetylene. In the laser direct writing process, electrodes can be written into a polymer chip in this way, which is advantageous in particular for prototype construction.
  • the invention also relates to a corresponding operating method for the above-described erfmdungs- according microfluidic system.
  • the field cage it is possible for the field cage to be controlled for the spatial fixation of the particles and for the subsequent release of the fixed particles with different frequencies.
  • the control for the spatial fixation of the suspended particles is preferably carried out with a frequency which is sufficiently large to form a trapping field.
  • the subsequent electrical control for releasing the fixed particles takes place with a smaller frequency, which is sufficiently small to open the catch field at least in the region of the opening or the passivation layer.
  • the above-described opening of the annular cage electrodes on one side can be achieved, for example, by irradiating the cage electrodes by a laser, so that electrode material is removed from the irradiated cage electrodes, whereby the desired opening is formed.
  • a preferably optical test can also be carried out as to whether or not particles are fixed in the individual field cages.
  • Such an occupancy test is particularly advantageous if the microfluidic system has numerous electrode arrangements for fixing particles.
  • the microfluidic system is first charged with particles until all field cages are coated with suspended particles. Subsequently, the loading phase can be terminated and it can be followed by further operating phases.
  • the occupancy test thus allows a time minimization of the loading phase with simultaneous full occupancy of all electrode cages.
  • a chemical gradient can be generated between the individual field cages by influencing the flow accordingly. For example, chemical additives with the carrier flow can be fed into the microfluidic system for this purpose, it being possible to vary the inflow of the additives in terms of time and / or space within the carrier flow.
  • the electrode assembly used for particle fixing can additionally be used for a further purpose.
  • the electrode arrangement can be electrically controlled in order to trigger a stimulus on the particle fixed therein and / or to carry out an electrical measurement (for example impedance).
  • the particles to be suspended are preferably biological cells.
  • the invention is not restricted to biological cells, but instead also makes it possible, for example, to fix cell aggregates or other particles.
  • FIG. 1A shows a preferred exemplary embodiment of a microfluidic system according to the invention with a field cage with two concentric annular cage electrodes attached to the lower channel wall of the carrier flow channel are and allow a spatial fixation of the suspended particles
  • FIG. 1B shows the field distribution in the field cage from FIG. 1A
  • FIG. 1D shows the field distribution in a double-ring-force field cage, in which the ring electrodes are opened in a cross-shaped manner
  • FIG. 2 shows an alternative exemplary embodiment, in which the field cage is arranged on the upper channel wall of the carrier flow channel
  • FIG. 3 shows a substrate which carries a field cage, wherein the substrate can be arranged in the carrier flow channel, for example in the middle of the channel, and allows a passage of the suspended particles,
  • FIG. 4 shows an alternative exemplary embodiment of such a substrate with another configuration of the field cage
  • FIG. 5A shows an alternative exemplary embodiment of a microfluidic system according to the invention with a field cage, the field cage consisting of two annular concentric cage electrodes on the lower channel wall, which have passivation layers on one side,
  • FIG. 5B shows a modification of the exemplary embodiment according to FIG. 5A, wherein the passivation layer cause weakening in four directions
  • FIG. 5C shows a modification of the exemplary embodiment according to FIG. 5A, wherein the passivation layers cause a weakening m in three directions,
  • FIG. 6 shows an alternative exemplary embodiment with a mat ⁇ xformigen arrangement of a plurality of Feldkafigen for particle fixation
  • FIG. 7 shows the operating method according to the invention in the form of a flowchart
  • FIG. 8 shows a dielectrophoretic forceps according to the invention
  • FIG. 9 shows a further exemplary embodiment of a dielectrophoretic forceps according to the invention.
  • FIG. 10A shows a further exemplary embodiment of a microfluidic system according to the invention with a field cage with three concentric annular cage electrodes, FIG.
  • FIG. 10B shows the field distribution in the field cage according to FIG. 10A
  • FIG. 11A shows a further exemplary embodiment of a microfluidic system with a flat counterelectrode
  • FIG. IIB the field distribution in the microfluidic
  • Figures 12A-12I different exemplary embodiments of inventive dungsgedorfkafigen.
  • FIG. 1A shows, in a simplified form, an exemplary embodiment of a microfluidic system according to the invention with a carrier flow channel 1, through which a carrier liquid with particles 2, 3 suspended therein flows in the X direction.
  • the carrier flow channel 1 in this case has a lower channel wall 4 and an upper channel wall 5, wherein on the lower channel wall 4 a Feldkafig 6 is arranged, which consists of two circular, concentric annular electrodes 7, 8, which can be controlled independently and a allow spatial fixing of the particle 3 in the current Tragerflus- stechnik by the Feldkafig 6 generates an electric capture field, which is shown in perspective in Figures IB and IC.
  • a Feldkafig 6 which consists of two circular, concentric annular electrodes 7, 8, which can be controlled independently and a allow spatial fixing of the particle 3 in the current Tragerflus- stechnik by the Feldkafig 6 generates an electric capture field, which is shown in perspective in Figures IB and IC.
  • the two ring electrodes 7, 8 are in this case arranged coplanar in a common electrode plane, so that the snap point is likewise located directly on the lower channel wall 4 in the common electrode plane.
  • This near-wall fixation of the particle 3 is advantageous because the flow velocity is smaller there than in the middle of the Tragerstromkanals 1, so that relatively low holding forces sufficient to fix the particles 3 to spatially. This in turn allows a relatively weak electrical actuation of the field cage 6, so that the fixed particle 3 is only slightly impaired by field effects.
  • the particles can 3 by Liche zusharmonic ⁇ forces (eg. Inertial forces and the gravitational force ⁇ g) are fixed at the bottom under lopping
  • FIGS. IB and IC show the field profile in the field box 6 according to FIG. 1A in a central vertical section through (FIG. 1B) and in a horizontal plane above the electrode structure (FIG. 1C).
  • FIG. 1D shows the field profile in a horizontal plane above the electrode structure for a modified field cage in which the annular cage electrodes 7, 8 are not open but open in a cruciform manner.
  • FIG. 2 corresponds largely to the exemplary embodiment described above and shown in FIG. 1, so that reference is made to FIG. 1 to avoid repetition, the same reference numerals being used for corresponding components.
  • a special feature of this exemplary embodiment is that the Feldkafig 6 is not arranged on the lower channel wall 4, but on the upper channel wall 5 of the Tragerstromkanals 1.
  • additional forces for example, inertia forces or the gravitational force g, the snap point can also be shifted from the channel wall into the solution.
  • FIG. 3 shows a simplified perspective view of a substrate 9 made of glass, plastic or silicon with the field cage 6, as already described above with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the substrate 9 there is a cylindrical opening 10 through which the particles 2, 3 can pass from the one side of the substrate 9 to the other side of the substrate 9, as is illustrated schematically by the dashed arrow lines.
  • the substrate 9 thus acts as a partition and, for example in the microfluidic system according to FIG. 1, can be arranged as a membrane in the means of the carrier flow channel 1 and extend in the longitudinal direction of the carrier flow channel 1, so that the substrate 9 in the carrier flow channel 1 has two adjacent subchannels separates each other.
  • FIG. 4 shows an alternative exemplary embodiment of a substrate 9, which largely corresponds to the exemplary embodiment described above and in FIG. 3, so that reference is made to FIG. 3 in order to avoid repetition, the same reference numbers being used for corresponding parts in the following ,
  • the opening 10 in the substrate 9 tapers conically upwards, wherein the two ring electrodes 7, 8 are arranged in different electrode planes.
  • the two electrode planes are aligned parallel to one another and spaced apart from one another, as a result of which the snap point is lifted out of the electrode plane.
  • the field cage 6 can also be referred to herein as a planar electrode arrangement, since the individual cage electrodes, with reference to the particle to be fixed, are arranged only on one side.
  • the distance of the electrode planes may preferably be smaller than the lateral electrode extension, ie the electrode extension in the Y direction.
  • FIG. 5A shows a further exemplary embodiment of a microfluidic system according to the invention that largely corresponds to the embodiment described above and illustrated in FIG. 1, so that reference is made to FIG. 1 to avoid repetition, with the same reference numerals being used for corresponding parts become.
  • a special feature of this embodiment is that the two ring electrodes 7, 8 each have a passivation layer 11, 12 on the downstream side.
  • the passivation layers 11, 12 weaken the capture field generated by the field cage 6 in the region of the passivation layer 11 or 12.
  • a weakening in the respective direction can also be achieved by applying a passivation only on the inner ring or only on the outer ring.
  • Applications for the embodiments according to FIGS. 5B and 5C are, for example, neuron networks or triangular gratings.
  • FIG. 5B shows a corresponding exemplary embodiment with four weakening points
  • FIG. 5C shows a further exemplary embodiment with three weakening points.
  • Figure 6 shows an alternative embodiment of a microfluidic system with numerous arrayed field cages, each consisting of two concentrically ordered at ⁇ ring electrodes 13, 14th
  • the individual field cages are arranged in matrix form in four rows and four columns and are electrically driven by four column control lines 15 and four row control lines 16.
  • the individual column control lines 15 are in each case connected to the outer ring electrode 13 of all field cages of the respective column.
  • the individual row control lines 16 are each connected to the inner ring electrode 14. If, for example, all line control lines with signals of one phase and all column control lines are driven in opposite phase, particles can be fixed in all field cages. A single particle may then be released by grounding the corresponding row and column control lines.
  • FIG. 7 shows the operating method of a microfluidic system with the matrix-shaped electrode arrangement shown in FIG.
  • the operating method essentially consists of a charging phase 17, a consolidation phase 18, a growth / differentiation phase 19 and an investigation phase 20, which are described in detail below.
  • the FeId- cages are connected to fix the flushed cells and dielectrophoretically driven, starting with the downstream field cages.
  • biological cells are spatially fixed in the individual field cages.
  • An optical occupancy test of the Individual field cages and unfixed cells are ejected as soon as whole field cages are covered with biological cells.
  • the fixed cells then attach themselves.
  • the electric field can be reduced or completely switched off.
  • the field cages used for the spatial fixation of the cells are then electrically driven in a special way in order to structure the forming cell structure.
  • a chemical gradient can be generated between the individual feeder cells by correspondingly influencing the flow conditions.
  • This operating method can also be used to set up a defined neural network. ⁇
  • FIG. 8 shows a simplified illustration of a dielectrophoretic forceps 21 which can be used to remove suspended particles from a suspension fluid.
  • the forceps 21 At its distal end, the forceps 21 has a hemispherical tip, the two annular cage electrodes 22,
  • FIG. 9 shows an alternative exemplary embodiment of a forceps 21 according to the invention, which largely corresponds to the embodiment described above, so that reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numerals being used for corresponding components.
  • a special feature of this embodiment is that the forceps 21 at its distal end a recess
  • Figure 10A alternative embodiment of a microfluidic system is largely consistent with the embodiment described above and shown in Figure 1, so that reference is made to avoid repetition of the above description of Figure 1, wherein the same reference numerals are used for corresponding components.
  • the field cage 6 has three cage electrodes 7, 8, 26, wherein the outer cage electrodes 7, 8 can be electrically controlled independently of each other, as already described above.
  • the inner cage electrode 26 can optionally be at an electrically floating potential or can also be driven electrically, as indicated by the dashed line.
  • FIG. 10B shows the field distribution of the field cage 6 according to FIG. 10A in a central vertical section through the electrode structure, wherein the electrodes 7 and 8 are driven in phase opposition and the electrode 26 is grounded.
  • Figure IIA shows a simplified perspective view of a further embodiment of a microfluidic system according to the invention, which largely matches the microfluidic systems described above, so reference is made to the above description to avoid repetition, the same reference numerals being used for corresponding details hereinafter.
  • the upper channel wall 5 of the carrier flow channel 1 is formed here as a planar counter electrode.
  • the counterelectrode in this case consists of a transparent material in order to allow undisturbed optical observation through the upper channel wall 5.
  • the planar counterelectrode may be made of indium tin oxide (ITO) on the upper channel wall 5, but other materials are possible.
  • the field cage 6 is arranged on the lower channel wall 4 in this exemplary embodiment and thus lies opposite the planar counterelectrode on the upper channel wall 5.
  • FIG. IIB shows the field distribution E 2 in the microfluidic system according to FIG. IIA in the zy plane, which cuts the field cage 6 in the middle.
  • the central ring electrode 7 in this case has the same electrical potential as the counter electrode on the upper channel wall 5, while the outer ring electrode 8 is at the opposite electrical potential, which is achieved by a phase shift of 180 °.
  • the inner ring electrode 7 and the counter electrode 5 are grounded or are at a free potential, while the ring electrode 8 is driven with an alternating field.
  • FIGS 12A-12I show alternative embodiments of field cages according to the invention.
  • the two ring electrodes 7, 8 are each of square shape and are arranged with their edges parallel to one another.
  • the two ring electrodes I 1 8 are also each square shaped, but the ring electrode 7 is rotated relative to the ring electrode 8 by an angle of 45 °.
  • the ring electrode 8 is square, while the ring electrode 7 is hexagonally shaped.
  • the outer ring electrode 8 has the shape of an equilateral triangle.
  • the inner ring electrode 7 is circular or elliptical in these embodiments, wherein the figures 12D and 12E by a centric ( Figure 12D) and eccentric ( Figure 12E) arrangement of the inner
  • Ring electrode 7 differ within the outer ring electrode 8.
  • the two ring electrodes 7, 8 are each circular and concentric, wherein a triangular further electrode is arranged centrally within the inner ring electrode 7.
  • the outer ring electrode 8 the shape of a pentagon on, while the nere in ⁇ ring electrode 7 is arranged in a circle and centered within the outer annular electrode. 8
  • a further ring electrode is arranged within the inner ring ⁇ electrode 7, a further ring electrode is arranged.
  • the outer ring electrode 8 is star-shaped, while the inner ring electrode 7 is arranged in a circular centric manner within the outer ring electrode 8.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Feldkäfig (6) zur räumlichen Fixierung von Partikeln (2, 3) , die in einer Trägerflüssigkeit suspendiert sind, insbesondere in einem mikrofluidischen System, mit mehreren elektrisch ansteuerbaren Käfigelektroden (7, 8) zur Erzeugung eines Fangfeldes. Es wird vorgeschlagen, dass mindestens eine der Käfigelektroden (8) ringförmig ist und die andere Käfigelektrode (7) umgibt. Weiterhin umfasst die Erfindung ein zugehöriges Betriebsverfahren.

Description

BESCHREIBUNG
Elektrischer Feldkäfig und zugehöriges Betriebsverfahren
Die Erfindung betrifft einen elektrischen Feldkafig und ein zugehöriges Betriebsverfahren gemäß dem Oberbegriff der ne- bengeordneten Ansprüche.
Aus Muller, T. et al . : "A 3D-Microelectrode for Handling and Caging Single Cells and Particles", Biosensors and Bio- electronics 14, 247-256, 1999 sind mikrofluidische Systeme mit dielektrophoretischen Feldkafigen bekannt, die eine räumliche Fixierung der suspendierten Partikel in der stromenden Tragerflussigkeit ermöglichen, so dass diese Elektrodenanordnungen entsprechend ihrer Funktion auch als Feldkafig (engl, "cage") bezeichnet werden. Die bekannten Feldkafige weisen eine dreidimensionale Elektrodenkonfiguration mit beispielsweise acht kubisch angeordneten Kafigelektroden auf.
Nachteilig an diesen bekannten dreidimensionalen Feldkafigen ist neben der notwendigen genauen Assemblierung der dreidi- mensionalen Elektrodenanordnung das unbefriedigende Verhältnis von Fixierungskraft, der erforderlichen elektrischen Spannung zur Ansteuerung der Feldkafige und der thermischen Erhitzung der fixierten Partikel aufgrund der elektrischen Ansteuerung des Feldkafigs. So werden die Partikel hierbei zentral zwischen den Elektrodenebenen gefangen, wo zum einen die Fangkrafte am geringsten und zum anderen die Flussgeschwindigkeit im Kanal und damit die auslenkenden Kräfte am größten sind. Zwar fuhrt eine Spannungserhohung bei der Ansteuerung der herkömmlichen Feldkafige zu einer erwünschten Erhöhung der Fixierungskraft. Dies ist aber mit einer unerwünschten Zunahme der Erwärmung der fixierten Partikel verbunden, insbesondere in physiologischen oder höher leitfähigen Medien.
Aus FUHR, G. et al . : "Levitation, holding, and rotation of cells within traps made by high-frequency fields", Biochimica et Biophysica Acta, 1108 (1992) 215-223 sind weiterhin plana- re Feldkäfige bekannt, bei denen die Käfigelektroden in einer gemeinsamen Elektrodenebene angeordnet sind.
Nachteilig an diesen planaren Elektrodenanordnungen ist die Tatsache, dass die zu fixierenden Partikel bei negativer Die- lektrophorese rechtwinklig zur Elektrodenebene abgestoßen werden, so dass diese Elektrodenanordnungen allein nicht zur Fixierung und Halterung von Partikeln geeignet sind. Allerdings können die bekannten planaren Elektrodenanordnungen als Feldkäfige eingesetzt werden, wenn eine zusätzliche Kraft ausgenutzt wird, wie beispielsweise die Gravitationskraft o- der die von einem Laser-Tweezer erzeugte Kraft.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen entsprechend verbesserten Feldkäfig zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch einen Feldkäfig und ein zugehöriges Betriebsverfahren gemäß den Nebenansprüchen gelöst.
Die Erfindung umfasst die allgemeine technische Lehre, dass mindestens eine der Käfigelektroden die andere Käfigelektrode ringförmig umgibt.
Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff einer ringförmigen Käfigelektrode ist in geometrischer Hinsicht nicht auf kreisringförmige Käfigelektroden beschränkt, sondern schließt verschiedene Formgebungen ein. Beispielsweise kann die ringförmige Käfigelektroden polygonförmig, rechteckig, elliptisch oder allgemein rund sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform umgibt die äußere Ringelektrode eine innere Ringelektrode. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umgeben diese beiden Ringelektroden eine dritte bspw. kreisförmige Elektrode. Beide Anordnungen eignen sich besonders gut für die Manipulation von Partikeln mittels negativer Dielektrophorese .
Der im Rahmen der Erfindung verwendete Begriff einer Ringelektrode umfasst zum einen Ringelektroden im engeren Sinne, die innen nicht ausgefüllt sind. Zum anderen umfasst dieser Begriff aber auch Elektroden, bei denen lediglich der Umfang ringförmig ist, während die Elektroden innen ausgefüllt sind.
Weiterhin umfasst die Erfindung die allgemeine technische Lehre, anstelle der eingangs beschriebenen bekannten dreidi- mensionalen Feldkäfige eine im Wesentlichen planare Elektrodenstruktur als Feldkäfig zu verwenden.
Der im Rahmen der Erfindung, verwendete Begriff eines planaren Feldkäfigs ist vorzugsweise dahingehend zu verstehen, dass die einzelnen Käfigelektroden bezüglich des zu fixierenden Partikels nur einseitig angeordnet sind, wohingegen die zu fixierenden Partikel bei den eingangs beschriebenen herkömmlichen dreidimensionalen Feldkäfigen innerhalb des Feldkäfigs fixiert werden, so dass die einzelnen Käfigelektroden den fi- xierten Partikel auf verschiedenen Seiten umgeben.
Die Käfigelektroden befinden sich also vorzugsweise auf einem Substrat (d.h. einer Oberfläche), wobei es sich beispielsweise um Glas, Kunststoff oder Silizium handeln kann. Das Sub- strat mit den Käfigelektroden kann beispielsweise an einer oberen Kanalwand des Trägerstromkanals oder an einer unteren Kanalwand des Trägerstromkanals angeordnet sein.
Vorzugsweise weisen die einzelnen Käfigelektroden einen vertikalen Elektrodenabstand auf, der kleiner ist als der laterale Elektrodenabstand, wohingegen der Elektrodenabstand bei den eingangs beschriebenen herkömmlichen dreidimensionalen Feldkäfigen wesentlich größer ist.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der erfindungsgemäße Feldkäfig genau zwei Käfigelektroden auf, jedoch ist die Erfindung hinsichtlich der Anzahl der Käfigelektroden nicht auf genau zwei Käfigelektroden zur räumlichen Fixierung der suspendierten Partikel beschränkt. Vielmehr ist es beispielsweise auch möglich, dass der erfindungsgemäße Feldkäfig drei, vier, sechs oder acht Käfigelektroden aufweist oder eine andere Anzahl von Käfigelektroden.
Weiterhin sind die einzelnen Käfigelektroden des Feldkäfigs vorzugsweise jeweils planar und vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet.
In einer Variante der Erfindung sind sämtliche Käfigelektro- den in einer gemeinsamen Elektrodenebene angeordnet, so dass die gesamte Elektrodenanordnung exakt planar ist.
In einer anderen Variante der Erfindung sind die Käfigelekt¬ roden dagegen in zwei parallelen und zueinander versetzten Ebenen angeordnet. Auch diese Variante kann jedoch im Rahmen der Erfindung als planare Elektrodenanordnung bezeichnet wer¬ den, da die einzelnen Käfigelektroden bezüglich des zu fixie¬ renden Partikels nur einseitig angeordnet sind. Darüber hinaus ist auch der vertikale Elektrodenabstand hierbei vorzugsweise wesentlich kleiner als die laterale Elektrodenausdehnung. Hierbei kann die innere ringförmige Kafig- elektroden wahlweise über oder unter der äußeren ringförmigen Kafigelektrode angeordnet sein.
Die ringförmigen Kafigelektroden können im Rahmen der Erfindung konzentrisch oder exzentrisch zueinander angeordnet sein, jedoch ist eine konzentrische Anordnung der Kafigelekt- roden bevorzugt.
In einem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung mit zwei ringförmigen Kafigelektroden umschließt die innere ringförmige Kafigelektrode eine Öffnung in einer Kanalwand eines Tragerstromkanals, wobei die suspendierten Partikel durch diese Öffnung in der Kanalwand eintreten oder austreten können. Durch die Öffnung in der Kanalwand des Tragerstromkanals können die suspendierten Partikel beispielsweise in fluidische Ruhezonen (z.B. Speicherreservoirs) oder in andere Kana- Ie überfuhrt werden.
Ferner besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass mindestens eine der ringförmigen Kafigelektroden an einer Seite geöffnet ist und/oder an einer Seite eine Passivie- rungsschicht aufweist, um die Elektrodenanordnung in einer bestimmten Richtung zu schwachen. Die Verwendung von Passi- vierungsschichten zur Schwächung des Feldkafigs hat hierbei den Vorteil, dass die relative Schwächung der von dem Feldka- fig erzeugten Feldbarriere über die Frequenz des Feldes ge- steuert werden kann. Dabei können auch zellbiologisch eingesetzte Moleküle, wie z.B. Lamin, als Isolationsschicht dienen. Hierbei wird ausgenutzt, dass das Emkoppeln des Feldes in die Tragerlosung über der gegebenen Passivierungsschicht frequenz- und mediumabhangig ist. So nimmt die Feldeinkopp- lung in die Tragerlosung mit der Frequenz zu und fallt mit dem Verhältnis der Leitfähigkeiten von Medium und Passivie- rungsschicht und der Dicke der Passivierungsschicht .
Durch applizieren einer niedrigeren Frequenz öffnet sich der Feldkafig in Richtungen der Passivierungsschichten. Der FeId- kafig kann dies gleichzeitig tun, wenn alle Passivierungen gleich sind. Es besteht aber auch die Möglichkeit, dass verschiedene Passivierungsschichten aufgebracht werden und der Feldkafig dann an diesen Stellen z.B. nacheinander/selektiv geöffnet wird.
Alternativ kann das Einströmen eines andern Mediums (bspw. mit anderer Leitfähigkeit) als Schalter genutzt werden. Die- ses Verfahren kann sowohl das Befullen der nDEP-Ringarrays
(welches über stromaufwärts gelegene Deflektoren bzw. Funnein vereinfacht werden kann) als auch das Entlassen in definierte Richtungen erleichtern. Zusätzlich dazu können dadurch bestimmte Zeilwachstumsrichtungen gezielt bevorzugt werden. Dies kann bspw. zum Aufbau eines definierten Neuronennetzwer- kes eingesetzt werden. Hierzu wird etwa ein Array aus nDEP- Ringstrukturen auf einem bspw. rechteckigen Gitter zunächst mit einzelnen Neuronen befullt. Das Wachstum der Axone kann gemäß der vordefinierten Passivierungen erlaubt/geschaltet werden. Bei individuell ansteuerbaren nDEP-Ringstrukturen kann dies auch individuell erfolgen. Alternativ können die Offnungen auch über einen Laser durch Ablation von Elektrodenmaterial nach dem Anwachsen der Zellen realisiert werden. nDEP-Rmg-Arrays können des Weiteren zum Sammeln und ggf. an- schließenden Kryokonservieren von insbesondere partikularem Material aus Suspensionen verwendet werden. Im Rahmen der Erfindung besteht ferner die Möglichkeit, dass die einzelnen Kafigelektroden wahlweise gleich oder unterschiedlich geformt sind.
Weiterhin weist der erfindungsgemaße Feldkafig einen bestimmten Fangpunkt (Minimum des elektrischen Feldes bei negativer Dielektrophorese) auf, in dem die Partikel raumlich fixiert werden, wobei der Fangpunkt wahlweise direkt an einer Kanalwand des Tragerstromkanals liegt oder zu den Kanalwanden des Tragerstromkanals beabstandet ist. Die wandnahe Fixierung der suspendierten Partikel bietet den Vorteil, dass die Stromungsgeschwindigkeit dort wesentlich niedriger ist als in der Mitte des Tragerstromkanals, so dass zur räumlichen Fixierung der suspendierten Partikel kleinere Haltekrafte ausreichen.
Weiterhin besteht im Rahmen der Erfindung die Möglichkeit, dass das Substrat mit einer Passivierungsschicht, einer biochemischen Beschichtung und/oder einer Nanoschicht versehen ist. Die biochemische Beschichtung des Substrats kann beispielsweise die Adhasionseigenschaften des Substrats für die zu fixierenden Partikel modifizieren und/oder Differenzie- rungssignale für die zu fixierenden Partikel setzen.
In einer Variante sind hierbei innerhalb der inneren ringförmigen Kafigelektrode und außerhalb der inneren ringförmigen Kafigelektrode unterschiedliche Beschichtungen auf das Sub¬ strat aufgebracht, wobei die Beschichtung innerhalb der inneren ringförmigen Kafigelektrode auf die zu fixierenden Parti- kel adhäsiv (anziehend) wirkt, wahrend die Beschichtung au¬ ßerhalb der inneren ringförmigen Kafigelektrode auf die zu fixierenden Partikel repulsiv (abstoßend) wirkt. In einer weiteren Variante der Erfindung ist das Substrat mit den Kafxgelektroden des Feldkafigs nicht an einer Kanalwand des Tragerstromkanals angeordnet, sondern das Substrat durchzieht den Tragerstromkanal in Stromungsrichtung mittig m Form einer Membran, so dass das Substrat den Tragerstromkanal in zwei Teilkanale aufteilt. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn sich in dem Substrat eine Öffnung befindet, durch die Partikel von dem einen Teilkanal in den anderen Teilkanal des Tragerstromkanals übertreten können.
Bei dem erfindungsgemaßen Feldkafig handelt es sich vorzugsweise um einen dielektrophoretischen Feldkafig, wobei wahlweise positive Dielektrophorese oder negative Dielektrophore- se eingesetzt werden kann, um die suspendierten Partikel räumlich zu fixieren.
Weiterhin umfasst die Erfindung eine Variante mit einer Vielzahl von Feldkafigen mit jeweils vorzugsweise zwei oder drei Kafigelektroden, wobei die einzelnen Feldkafige jeweils eine raumliche Fixierung eines oder mehrerer suspendierter Partikel ermöglichen. Die einzelnen Feldkafige sind hierbei mat- rixformig in mehreren Spalten und mehreren Zeilen angeordnet, wobei die elektrische Ansteuerung der Feldkafige durch mehrere Spalten-Steuerleitungen und mehrere Zeilen-Steuerleitungen erfolgt. Für jede Spalte der Feldkafige ist hierbei jeweils eine gemeinsame Spalten-Steuerleitung für alle Feldkafige der jeweiligen Spalte vorgesehen, wobei die Spalten-Steuerleitung bei jeder Elektrodenanordnung der jeweiligen Spalte jeweils mit der ersten Kafigelektrode verbunden ist. In gleicher Wei- se ist für jede Zeile der Feldkafige jeweils eine gemeinsame Zeilen-Steuerleitung für alle Feldkafige der jeweiligen Zeile vorgesehen, wobei die Zeilen-Steuerleitung bei jeder Elektrodenanordnung der jeweiligen Zeile jeweils mit der zweiten Ka- figelektrode verbunden ist. Bei der Variante mit drei Kafig- elektroden kann eine der Kafigelektroden wahlweise elektrisch separat angesteuert werden oder auf einem elektrisch schwimmenden Potential liegen.
Weiterhin ist zu erwähnen, dass die Erfindung nicht nur den vorstehend beschriebenen Feldkafig umfasst, sondern auch ein mikrofluidisches System mit einem solchen Feldkafig sowie ein zellbiologisches Gerat mit einem solchen mikrofluidischen System, wie beispielsweise einen Zeilsortierer, ein ZeIl- Screenmg-Gerat oder Ähnliches.
Ferner umfasst die Erfindung auch die Verwendung eines erfin- dungsgemaßen mikrofluidischen Systems m einem solchen zell- biologischen Gerat.
Weiterhin umfasst die Erfindung auch einen Mikromampulator zur, Manipulation suspendierter Partikel, wobei der erfin- dungsgemaße Mikromampulator einen erfindungsgemaßen Feldkafig aufweist, um die suspendierten Partikel zu fixieren. Bei- spielsweise kann der Mikromampulator als dielektrophoreti- sche Pinzette ausgebildet sein.
Als Elektrodenmateπal kommen neben Metallen und dotierten Halbleitern auch leitfahige Polymere in Frage, wie beispiels- weise Polyanilm, Polypyrrol oder Polythiophen. Vorteilhaft ist auch die Verwendung von laser-modiflzierbaren Polymeren, wie Polybisalkylthioacetylen . Im Laserdirektschreibverfahren können auf diese Weise Elektroden in einen Polymerchip geschrieben werden, was insbesondere für den Prototypenbau vor- teilhaft ist.
Schließlich betrifft die Erfindung auch ein entsprechendes Betriebsverfahren für das vorstehend beschriebene erfmdungs- gemaße mikrofluidische System. Hierbei besteht die Möglichkeit, dass der Feldkäfig zur räumlichen Fixierung der Partikel und zur anschließenden Freigabe der fixierten Partikel mit unterschiedlichen Frequenzen ange- steuert wird. So erfolgt die Ansteuerung zur räumlichen Fixierung der suspendierten Partikel vorzugsweise mit einer Frequenz, die hinreichend groß ist, um ein Fangfeld auszubilden. Die anschließende elektrische Ansteuerung zur Freigabe der fixierten Partikel erfolgt dagegen mit einer kleineren Frequenz, die hinreichend klein ist, um das Fangfeld zumindest im Bereich der Öffnung oder der Passivierungsschicht zu öffnen.
Die bereits vorstehend beschriebene Öffnung der ringförmigen Käfigelektroden an einer Seite kann im Rahmen des erfindungsgemäßen Betriebsverfahrens beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Käfigelektroden durch einen Laser bestrahlt werden, so dass von den bestrahlten Käfigelektroden Elektrodenmaterial abgetragen wird, wodurch sich die gewünschte Öff- nung bildet.
Ferner kann bei dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren auch eine vorzugsweise optische Prüfung durchgeführt werden, ob in den einzelnen Feldkäfigen Partikel fixiert sind oder nicht. Eine solche Belegungsprüfung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das mikrofluidische System zahlreiche Elektrodenanordnung ■ zur Fixierung von Partikeln aufweist. In diesem Fall wird das mikrofluidische System nämlich zunächst mit Partikeln beschickt, bis sämtliche Feldkäfige mit suspendier- ten Partikeln belegt sind. Anschließend kann dann die Beschickungsphase beendet werden und es können sich weitere Betriebsphasen anschließen. Die Belegungsprüfung ermöglicht also eine zeitliche Minimierung der Beschickungsphase bei gleichzeitiger Vollbelegung sämtlicher Elektrodenkäfige. Ferner kann bei einer Vielzahl von Feldkafigen ein chemischer Gradient zwischen den einzelnen Feldkafigen erzeugt werden, indem die Strömung entsprechend beeinflusst wird. Beispiels- weise können hierzu chemische Zusatzstoffe mit dem Tragerstrom in das mikrofluidische System eingespult werden, wobei der Zustrom der Zusatzstoffe zeitlich und/oder raumlich innerhalb des Tragerstroms variiert werden kann.
Weiterhin kann die zur Partikelfixierung dienende Elektrodenanordnung zusatzlich zu einem weiteren Zweck eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Elektrodenanordnung elektrisch angesteuert werden, um an dem darin fixierten Partikel einen Reiz auszulosen und oder eine elektrische Messung (z.B. Impe- danz) auszufuhren.
Schließlich ist noch zu erwähnen, dass es sich bei den zu suspendierten Partikeln vorzugsweise um biologische Zellen handelt. Die Erfindung ist jedoch hinsichtlich der zu fixie- renden Partikel nicht auf biologische Zellen beschrankt, sondern ermöglicht beispielsweise auch die Fixierung von Zellaggregaten oder sonstigen Partikeln.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteranspruchen gekennzeichnet oder werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung anhand der Figuren naher erläutert. Es zeigen:
Figur IA ein bevorzugtes Ausfuhrungsbeispiel eines er- fmdungsgemaßen mikrofluidischen Systems mit einem Feldkafig mit zwei konzentrischen ringförmigen Kafigelektroden, die an der unteren Kanalwand des Tragerstromkanals angebracht sind und eine räumliche Fixierung der suspendierten Partikel ermöglichen,
Figur IB, IC die Feldverteilung bei dem Feldkafig aus Figur IA,
Figur ID die Feldverteilung bei einem doppelringforangen Feldkafig, bei dem die Ringelektroden kreuzförmig geöffnet sind,
Figur 2 ein alternatives Ausfuhrungsbeispiel, bei dem der Feldkafig an der oberen Kanalwand des Tragerstromkanals angeordnet ist,
Figur 3 ein Substrat, das einen Feldkafig tragt, wobei das Substrat in dem Tragerstromkanal beispielsweise in der Kanalmitte angeordnet sein kann und einen Durchtritt der suspendierten Partikel ermöglicht,
Figur 4 ein alternatives Ausfuhrungsbeispiel eines derartigen Substrats mit einer anderen Konfiguration des Feldkafigs,
Figur 5A ein alternatives Ausfuhrungsbeispiel eines erfmdungsgemaßen mikrofluidischen Systems mit einem Feldkafig, wobei der Feldkafig aus zwei ringförmigen konzentrischen Kafigelekt- roden an der unteren Kanalwand besteht, die einseitig Passivierungsschichten aufweisen,
Figur 5B eine Abwandlung des Ausfuhrungsbeispiels gemäß Figur 5A, wobei die Passivierungsschich- ten eine Schwächung in vier Richtungen bewirken,
Figur 5C eine Abwandlung des Ausfuhrungsbeispiels gemäß Figur 5A, wobei die Passivierungsschich- ten eine Schwächung m drei Richtungen bewirken,
Figur 6 ein alternatives Ausfuhrungsbeispiel mit einer matπxformigen Anordnung einer Vielzahl von Feldkafigen zur Partikelfixierung,
Figur 7 das erfmdungsgemaße Betriebsverfahren m Form eines Flussdiagramms,
Figur 8 eine erfmdungsgemaße dielektrophoretische Pinzette,
Figur 9 ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel einer erfin- dungsgemaßen dielektrophoretischen Pinzette,
Figur 10A ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel eines erfin- dungsgemaßen mikrofluidischen Systems mit einem Feldkafig mit drei konzentrischen ringförmigen Kafigelektroden,
Figur 1OB die Feldverteilung bei dem Feldkafig gemäß Figur 10A,
Figur IIA ein weiteres Ausfuhrungsbeispiel eines mikrofluidischen Systems mit einer flachigen Gegenelektrode, Figur IIB die Feldverteilung bei dem mikrofluidischen
System gemäß Figur IIA, sowie
Figuren 12A-12I verschiedene Ausfuhrungsbeispiele von erfin- dungsgemaßen Feldkafigen .
Figur IA zeigt in vereinfachter Form ein Ausfuhrungsbeispiel eines erfindungsgemaßen mikrofluidischen Systems mit einem Tragerstromkanal 1, durch den in X-Richtung eine Tragerflus- sigkeit mit darin suspendierten Partikeln 2, 3 strömt.
Der Tragerstromkanal 1 weist hierbei eine untere Kanalwand 4 und eine obere Kanalwand 5 auf, wobei an der unteren Kanalwand 4 ein Feldkafig 6 angeordnet ist, der aus zwei kreisfor- migen, konzentrischen Ringelektroden 7, 8 besteht, die unabhängig voneinander angesteuert werden können und eine raumliche Fixierung des Partikels 3 in der stromenden Tragerflus- sigkeit ermöglichen, indem der Feldkafig 6 ein elektrisches Fangfeld erzeugt, das in den Figuren IB und IC perspektivisch dargestellt ist.
Die beiden Ringelektroden 7, 8 sind hierbei koplanar in einer gemeinsamen Elektrodenebene angeordnet, so dass der Fangpunkt ebenfalls in der gemeinsamen Elektrodenebene unmittelbar an der unteren Kanalwand 4 liegt. Diese wandnahe Fixierung des Partikels 3 ist vorteilhaft, weil die Stromungsgeschwindigkeit dort kleiner ist als in der Mitte des Tragerstromkanals 1, so dass relativ geringe Haltekrafte ausreichen, um den Partikel 3 zu raumlich fixieren. Dies ermöglicht wiederum ei- ne relativ schwache elektrische Ansteuerung des Feldkafigs 6, so dass der fixierte Partikel 3 durch Feldwirkungen nur wenig beeinträchtigt wird. Zudem kann der Partikel 3 durch zusätz¬ liche Kräfte (bspw. Tragheitskrafte sowie die Gravitations¬ kraft g) unterstutzend am Boden fixiert werden Die Figuren IB und IC zeigen den Feldverlauf bei dem Feldka- fxg 6 gemäß Figur IA in einem zentralen vertikalen Schnitt durch (Figur IB) sowie in einer horizontalen Ebene über der Elektrodenstruktur (Figur IC) .
Ferner zeigt Figur ID den Feldverlauf in einer horizontalen Ebene über der Elektrodenstruktur für einen abgewandelten Feldkafig, bei dem die ringförmigen Kafigelektroden 7, 8 nicht geschlossen, sondern kreuzförmig geöffnet sind.
Das in Figur 2 dargestellte alternative Ausfuhrungsbeispiel stimmt weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und m Figur 1 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel uberein, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung zu Figur 1 verwiesen wird, wobei für entsprechende Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausfuhrungsbeispiels besteht darin, dass der Feldkafig 6 nicht an der unteren Kanalwand 4, sondern an der oberen Kanalwand 5 des Tragerstromkanals 1 angeordnet ist. Durch Überlagerung mit zusätzlichen Kräften, bspw. Tragheitskraften oder der Gravitationskraft g, kann der Fangpunkt auch von der Kanalwand in die Losung verschoben werden.
Figur 3 zeigt eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines aus Glas, Kunststoff oder Silizium bestehenden Substrats 9 mit dem Feldkafig 6, wie er bereits vorstehend unter Bezug- nähme auf die Figuren 1 und 2 beschrieben wurde. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird deshalb hinsichtlich des Feldka- figs 6 auf die vorstehende Beschreibung zu Figur 1 verwiesen. In dem Substrat 9 befindet sich hierbei eine zylindrische Öffnung 10, durch welche die Partikel 2, 3 von der einen Seite des Substrats 9 auf die andere Seite des Substrats 9 hindurchtreten können, wie schematisch durch die gestrichelten Pfeillinien verdeutlicht ist. Das Substrat 9 wirkt also als Trennwand und kann beispielsweise bei dem mikrofluidischen System gemäß Figur 1 als Membran in der Mittel des Trager- stromkanals 1 angeordnet sein und sich in Längsrichtung des Tragerstromkanals 1 erstrecken, so dass das Substrat 9 in dem Tragerstromkanal 1 zwei benachbarte Teilkanale voneinander trennt .
Figur 4 zeigt ein alternatives Ausfuhrungsbeispiel eines Substrats 9, das weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und in Figur 3 dargestellten Ausfuhrungsbeispiel übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung zu Figur 3 verwiesen wird, wobei für entsprechende Teile im Folgenden dieselben Bezugszeichen verwendet werden .
Eine Besonderheit besteht hierbei darin, dass die Öffnung 10 in dem Substrat 9 nach oben hin konisch zulauft, wobei die beiden Ringelektroden 7, 8 in verschiedenen Elektrodenebenen angeordnet sind. Die beiden Elektrodenebenen sind hierbei pa- rallel zueinander ausgerichtet und zueinander beabstandet, wodurch der Fangpunkt aus der Elektrodenebene herausgehoben wird. Der Feldkafig 6 kann hierbei jedoch ebenfalls als pla- nare Elektrodenanordnung bezeichnet werden, da die einzelnen Kafigelektroden bezuglich des zu fixierenden Partikels nur einseitig angeordnet sind. Bevorzugt kann hier ebenfalls der Abstand der Elektrodenebenen kleiner sein als die laterale Elektrodenausdehnung, d.h. die Elektrodenausdehnung in Y- Richtung. Figur 5A zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen mikrofluidischen Systems, das weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wie- derholungen auf die vorstehende Beschreibung zu Figur 1 verwiesen wird, wobei für entsprechende Teile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die beiden Ringelektroden 7, 8 auf der stromabwärts gelegenen Seite jeweils eine Passivierungsschicht 11 bzw. 12 aufweisen. Die Passivierungsschichten 11, 12 schwächen das von dem Feldkäfig 6 erzeugte Fangfeld im Bereich der Passivierungsschicht 11 bzw. 12.
Hierbei ist zu erwähnen, dass sich eine Schwächung in die jeweilige Richtung auch durch Aufbringen einer Passivierung nur auf dem inneren Ring oder nur auf dem äußeren Ring realisieren lässt. Anwendungen für die Ausführungsbeispiele gemäß den Figuren 5B und 5C sind beispielsweise Neuronennetzwerke oder Rechteck- bzw. Dreieckgitter.
Hierbei besteht die Möglichkeit, innerhalb der inneren Ring¬ elektrode 7 eine weitere Elektrode anzuordnen, die eine Pas- sivierungsschicht aufweisen kann.
Figur 5B zeigt ein entsprechendes Ausführungsbeispiel mit vier Schwächungspunkten, während Figur 5C ein weiteres Ausführungsbeispiel mit drei Schwächungspunkten zeigt.
Ferner zeigt Figur 6 ein alternatives Ausführungsbeispiel eines mikrofluidischen Systems mit zahlreichen matrixförmig angeordneten Feldkäfigen, die jeweils aus zwei konzentrisch an¬ geordneten Ringelektroden 13, 14 bestehen. Die einzelnen Feldkäfige sind hierbei in vier Zeilen und vier Spalten matrixförmig angeordnet und werden durch vier Spalten-Steuerleitungen 15 und vier Zeilen-Steuerleitungen 16 e- lektrisch angesteuert. Die einzelnen Spalten-Steuerleitungen 15 sind hierbei jeweils mit der äußeren Ringelektrode 13 sämtlicher Feldkäfige der jeweiligen Spalte verbunden. In gleicher Weise sind die einzelnen Zeilen-Steuerleitungen 16 jeweils mit der inneren Ringelektrode 14 verbunden. Werden bspw. alle Zeilensteuerleitungen mit Signalen einer Phase und alle Spaltensteuerleitungen gegenphasig dazu angesteuert, können in allen Feldkäfigen Partikel fixiert werden. Ein einzelner Partikel kann dann dadurch entlassen werden, dass die entsprechende Zeilen- sowie Spaltensteuerleitung auf Masse gelegt wird.
Das Flussdiagramm in Figur 7 zeigt das Betriebsverfahren eines mikrofluidischen Systems mit der in Figur 6 dargestellten matrixförmigen Elektrodenanordnung .
Das Betriebsverfahren besteht hierbei im Wesentlichen aus einer Beschickungsphase 17, einer Konsolidierungsphase 18, einer Wachstums-/Differenzierungsphase 19 und einer Untersuchungsphase 20, die nachfolgend detailliert beschrieben wer- den.
In der Beschickungsphase 17 werden zunächst sämtliche matrix- fόrmig angeordneten Feldkäfige ausgeschaltet und es werden biologische Zellen eingespült. Anschließend werden die FeId- käfige zur Fixierung der eingespülten Zellen angeschaltet und dielektrophoretisch angesteuert, wobei mit den stromabwärts gelegenen Feldkäfigen begonnen wird. Dadurch werden in den einzelnen Feldkäfigen jeweils biologische Zellen räumlich fixiert. Dabei erfolgt eine optische Belegungsprüfung der ein- zelnen Feldkafige und die nichtfixierten Zellen werden ausgespult, sobald samtliche Feldkafige mit biologischen Zellen belegt sind.
In der anschließenden Konsolidierungsphase 18 heften sich dann die fixierten Zellen an. Dabei kann je nach Anheftungs- grad bzw. Stromungsverhaltnissen das elektrische Feld verringert bzw. auch ganz ausgeschaltet werden.
In der anschließenden Wachstums-/Differenzierungsphase 19 werden die zur raumlichen Fixierung der Zellen dienenden Feldkafige dann in besonderer Weise elektrisch angesteuert, um den sich bildenden Zellverband zu strukturieren.
Darüber hinaus kann wahrend der Wachstums-/Differenzierungsphase 19 ein chemischer Gradient zwischen den einzelnen FeId- kafigen erzeugt werden, indem die Stromungsverhaltnisse entsprechend beeinflusst werden.
Schließlich erfolgt dann in der Untersuchungsphase eine Untersuchung der gebildeten Zeilverbande. Hierzu werden die Ka- figelektroden ausgeschaltet und die gewünschten Messungen werden durchgeführt, wobei beispielsweise optische oder e- lektronische Messungen möglich sind.
Dieses Betriebsverfahren kann auch zum Aufbau eines definierten Neuronennetzwerkes eingesetzt werden. ι
Figur 8 zeigt eine vereinfachte Darstellung einer die- lektrophoretischen Pinzette 21, die eingesetzt werden kann, um suspendierte Partikel aus einer Tragerflussigkeit zu entnehmen. An ihrem distalen Ende weist die Pinzette 21 eine halbkugelförmige Spitze auf, die zwei ringförmige Käfigelektroden 22,
23 trägt, die elektrisch unabhängig voneinander angesteuert werden können und eine Fixierung der suspendierten Partikel ermöglichen, so dass die fixierten Partikel zusammen mit der Pinzette 21 in der Trägerflüssigkeit manipuliert bzw. aus ihr entnommen werden können.
Figur 9 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel einer er- findungsgemäßen Pinzette 21, die weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die Pinzette 21 an ihrem distalen Ende eine Vertiefung
24 aufweist, in der ein Partikel 25 fixiert werden kann.
Das in Figur 10A dargestellte alternative Ausführungsbeispiel eines mikrofluidischen Systems stimmt weitgehend mit dem vorstehend beschriebenen und in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel überein, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung zu Figur 1 verwiesen wird, wobei für entsprechende Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiel besteht darin, dass der Feldkäfig 6 drei Käfigelektroden 7, 8, 26 aufweist, wobei die äußeren Käfigelektroden 7, 8 unabhängig voneinander elektrisch angesteuert werden können, wie bereits vorstehend beschrieben wurde. Die innere Käfigelektrode 26 kann dagegen wahlweise auf einem elektrisch schwimmenden Potential liegen oder ebenfalls e- lektrisch angesteuert werden, wie durch die gestrichelt gezeichnete Steuerleitung angedeutet wird.
Schließlich zeigt Figur 1OB die Feldverteilung des Feldkäfigs 6 gemäß Figur 10A in einem zentralen vertikalen Schnitt durch die Elektrodenstruktur, wobei die Elektroden 7 und 8 ge- genphasig angesteuert werden und die Elektrode 26 auf Masse liegt.
Figur IIA zeigt eine vereinfachte perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen mikrofluidischen Systems, das weitgehend mit den vorstehend beschriebenen mikrofluidischen Systemen übereinstimmt, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorstehende Beschreibung verwiesen wird, wobei für entsprechende Einzelheiten im Folgenden dieselben Bezugszeichen verwendet werden.
Eine Besonderheit dieses Ausführungsbeispiels besteht darin, dass die obere Kanalwand 5 des Trägerstromkanals 1 hierbei als eine flächige Gegenelektrode ausgebildet ist. Die Gegenelektrode besteht hierbei aus einen transparenten Material, um eine ungestörte optische Beobachtung durch die obere Ka- nalwand 5 hindurch zu erlauben. Beispielsweise kann die flächige Gegenelektrode an der oberen Kanalwand 5 aus Indiumzinnoxid (ITO) bestehen, jedoch sind auch andere Materialien möglich .
Der Feldkäfig 6 ist dagegen in diesem Ausführungsbeispiel an der unteren Kanalwand 4 angeordnet und liegt somit der flächigen Gegenelektrode an der oberen Kanalwand 5 gegenüber. Mit dieser Anordnung lassen sich bereits mit einfachen Kreis- Ring-Strukturen nDEP-Feldkäfige realisieren, die die Partikel 2 in freier Lösung halten können, was insbesondere für Arrays von Interesse ist.
Figur IIB zeigt die Feldverteilung E2 in dem mikrofluidischen System gemäß Figur IIA in der z-y-Ebene, welche den Feldkäfig 6 mittig schneidet.
Die mittige Ringelektrode 7 hat hierbei dasselbe elektrische Potenzial wie die Gegenelektrode an der oberen Kanalwand 5, während die äußere Ringelektrode 8 auf dem entgegengesetzten elektrischen Potenzial liegt, was durch eine Phasenverschiebung von 180° erreicht wird.
Alternativ werden die innere Ringelektrode 7 und die Gegenelektrode 5 auf Masse gelegt bzw. befinden sich auf einem freien Potenzial, während die Ringelektrode 8 mit einem Wechselfeld angesteuert wird.
Die Figuren 12A-12I zeigen alternative Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Feldkäfigen.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 12A sind die beiden Ringelektroden 7, 8 jeweils quadratisch geformt und mit ihren Kanten parallel zueinander angeordnet.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 12B sind die beiden Ringelektroden I1 8 ebenfalls jeweils quadratisch geformt, jedoch ist die Ringelektrode 7 gegenüber der Ringelektrode 8 um einen Winkel von 45° verdreht. Bei dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß Figur 12C ist die Ringelektrode 8 quadratisch, wahrend die Ringelektrode 7 hexago- nal geformt ist.
Bei den Ausfuhrungsbeispielen gemäß den Figuren 12D bis Figur 12F weist die äußere Ringelektrode 8 die Form eines gleichseitigen Dreiecks auf. Die innere Ringelektrode 7 ist bei diesen Ausfuhrungsbeispielen kreisförmig oder elliptisch, wobei sich die Figuren 12D und 12E durch eine zentrische (Figur 12D) bzw. exzentrische (Figur 12E) Anordnung der inneren
Ringelektrode 7 innerhalb der äußeren Ringelektrode 8 unterscheiden.
Bei dem Feldkafig gemäß Figur 12G sind die beiden Ringelekt- roden 7, 8 jeweils kreisförmig und konzentrisch, wobei innerhalb der inneren Ringelektrode 7 mittig eine dreieckige weitere Elektrode angeordnet ist.
Bei dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß Figur 12H weist die äußere Ringelektrode 8 die Form eines Pentagons auf, wahrend die in¬ nere Ringelektrode 7 kreisförmig und zentrisch innerhalb der äußeren Ringelektrode 8 angeordnet ist. Darüber hinaus ist bei diesem Ausfuhrungsbeispiel innerhalb der inneren Ring¬ elektrode 7 eine weitere Ringelektrode angeordnet.
Bei dem Ausfuhrungsbeispiel gemäß Figur 121 ist die äußere Ringelektrode 8 sternförmig, wahrend die innere Ringelektrode 7 kreisförmig zentrisch innerhalb der äußeren Ringelektrode 8 angeordnet ist.
Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen be¬ vorzugten Ausfuhrungsbeispiele beschrankt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und Abwandlungen möglich, die eben- falls von dem Erfindungsgedanken Gebrauch machen und deshalb in den Schutzbereich fallen.
Bezugs zeichenliste :
1 Tragerstromkanal
2 Partikel
3 Partikel
4 Untere Kanalwand
5 Obere Kanalwand
6 Feldkafig
7 Ringelektrode
8 Ringelektrode
9 Substrat
10 Öffnung
11 Passlvierungsschicht 2 Passlvierungsschicht 3 Ringelektroden 4 Ringelektroden 5 Spalten-Steuerleitung 6 Zeilen-Steuerleitung 7 Beschickungsphase 8 Konsolidierungsphase 9 Wachstums-/Differenzierungsphase 0 Untersuchungsphase 1 Pinzette 2 Kafigelektrode 3 Kafigelektrode 4 Vertiefung 5 Partikel 6 Kafigelektrode

Claims

ANSPRÜCHE
1. Elektrischer Feldkafig (6) zur raumlichen Fixierung von Partikeln (2, 3), die in exner Tragerflussigkeit suspendiert sind, insbesondere in einem mikrofluidischen System, mit mehreren elektrisch ansteuerbaren Kafigelektroden (7, 8) zur Erzeugung eines Fangfeldes, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Kafigelektroden (7, 8) ringförmig ist und die andere Kafigelektrode umgibt.
2. Feldkafig (6) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass genau zwei oder genau drei Kafigelektroden (7, 8) vorgesehen sind.
3. Feldkafig (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die laterale Elektrodenausdehnung der Kafigelektroden (7, 8) großer ist als der Elektrodenabstand quer zur Stromungsrichtung.
4. Feldkafig (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Kafigelektroden
(7, 8) bezuglich des zu fixierenden Partikels nur einseitig angeordnet sind.
5. Feldkafig (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kafigelektroden (7, 8) jeweils planar sind.
6. Feldkafig (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kafigelektroden (7, 8) in einer gemeinsamen Elektrodenebene oder auf einer Flache angeordnet sind.
7. Feldkafig (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kafigelektroden (7, 8) in zwei parallelen und zueinander versetzten Ebenen angeordnet sind.
8. Feldkafig (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kafigelektroden (7, 8) konzentrisch zueinander angeordnet sind.
9. Feldkafig (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kafigelektroden (7, 8) exzentrisch zueinander angeordnet sind.
10. Feldkafig (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Kafigelektrode elliptisch, kreisrund, mehreckig oder rechteckig sind.
11. Feldkafig (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der ringförmigen Kafigelektroden (7, 8) an einer Seite geöffnet ist und/oder an einer Seite eine Passivierungsschicht (11, 12) aufweist.
12. Feldkafig (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kafigelektroden (7, 8) unterschiedlich geformt sind.
13. Feldkafig (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Kafigelektroden (7, 8) auf einem Substrat (9) angeordnet ist.
14. Feldkafig (6) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (9) Glas, Kunststoff oder Silizium.
15. Feldkafig (6) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (9) mit einer Passivierungs- Schicht (11, 12), einer biochemischen Beschichtung und/oder einer Nanoschicht versehen ist.
16. Feldkafig (6) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die biochemische Beschichtung die Adhasionseigenschaften des Substrats (9) für die fixierten Partikel (2, 3) modifiziert und/oder Differenzierungssignale für die fixierten Partikel (2, 3) setzt.
17. Feldkafig nach einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, a) dass innerhalb der inneren ringförmigen Kafigelektrode (7) und außerhalb der inneren ringförmigen Kafigelekt- rode (7) unterschiedliche Beschichtungen auf das Sub- strat (9) aufgebracht sind, b) dass die Beschichtung innerhalb der inneren ringförmigen Kafigelektrode (7) auf die zu fixierenden Partikel (2, 3) adhäsiv wirkt, c) dass die Beschichtung außerhalb der inneren πngformi- gen Kafigelektrode (7) auf die zu fixierenden Partikel
(2, 3) repulsiv wirkt.
18. Feldkafig (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Feldkafig (6) ein dielektro- phoretischer Feldkafig (6) ist.
19. Feldkafig (6) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Feldkafig (6) entweder ein positiv-dielektrophore- tischer Feldkafig (6) oder ein negativ-dielektrophoretischer Feldkafig (6) ist.
20. Feldkafig nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Gegenelektrode (5), wobei die Gegenelektrode (5) einerseits und die ringförmigen Kafigelektroden (7, 8) andererseits in parallelen, zueinander beabstandeten Elektrodenebenen angeordnet sind.
21. Mikrofluidisches System mit a) einem Trägerstromkanal (1) zur Aufnahme eines Trägerstroms mit darin suspendierten Partikeln (2, 3) und b) einem elektrisch ansteuerbaren Feldkäfig (6) mit mehreren Käfigelektroden (7, 8) zur räumlichen Fixierung der Partikel (2, 3) in dem Trägerstrom, dadurch gekennzeichnet, dass c) der Feldkäfig (6) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.
22. Mikrofluidisches System nach Anspruch 21, dadurch ge- kennzeichnet, dass die innere ringförmige Käfigelektrode (7) eine Öffnung (10) in einer Kanalwand des Trägerstromkanals (1) umschließt, wobei die suspendierten Partikel (2, 3) durch die Öffnung (10) eintreten oder austreten können.
23. Mikrofluidisches System nach einem der Ansprüche 21 bis
22, dadurch gekennzeichnet, dass der Feldkäfig (6) einen bestimmten Fangpunkt aufweist, in dem die Partikel (2, 3) räumlich fixiert werden, wobei der Fangpunkt direkt an einer Kanalwand (4, 5) des Trägerstromkanals (1) liegt.
24. Mikrofluidisches System nach einem der Ansprüche 21 bis
23, dadurch gekennzeichnet, dass der Feldkäfig (6) einen bestimmten Fangpunkt aufweist, in dem die Partikel (2, 3) räum¬ lich fixiert werden, wobei der Fangpunkt von den Kanalwänden (4, 5) des Trägerstromkanals (1) beabstandet ist.
25. Mikrofluidisches System nach einem der Ansprüche 21 bis
24, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (9) mit den Kä- figelektroden (7, 8) an einer Kanalwand (4, 5) des Trägerstromkanals (1) angeordnet ist.
26. Mikrofluidisches System nach Anspruch 25, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Substrat (9) mit den Käfigelektroden
(7, 8) an der oberen Kanalwand (5) des Trägerstromkanals (1) angeordnet ist.
27. Mikrofluidisches System nach Anspruch 25, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Substrat (9) mit den Käfigelektroden
(7, 8) an der unteren Kanalwand (4) des Trägerstromkanals (1) angeordnet ist.
28. Mikrofluidisches System nach Anspruch 25, dadurch ge- kennzeichnet, dass das Substrat (9) mit den Käfigelektroden
(7, 8) an einer seitlichen Kanalwand des Trägerstromkanals (1) angeordnet ist.
29. Mikrofluidisches System nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (9) mit den Käfigelektroden (7, 8) in dem Trägerstromkanal (1) zu den Ka¬ nalwänden (4, 5) des Trägerstromkanal (1) beabstandet angeordnet ist und sich in Längsrichtung des Trägerstromkanals (1) erstreckt.
30. Mikrofluidisches System nach einem der Ansprüche 21 bis 29, dadurch gekennzeichnet, a) dass eine Vielzahl von Feldkäfigen mit jeweils zwei Käfigelektroden (13, 14) vorgesehen ist, wobei die ein- zelnen Feldkäfige jeweils eine räumliche Fixierung der suspendierten Partikel (2, 3) ermöglichen, b) dass die Feldkäfige matrixförmig in mehreren Spalten und mehreren Zeilen angeordnet sind, c) dass für jede Spalte der Feldkäfige jeweils eine gemeinsame Spalten-Steuerleitung (15) für alle Feldkäfige der jeweiligen Spalte vorgesehen ist, wobei die Spalten-Steuerleitung (15) bei jedem Feldkäfig (6) der je- weiligen Spalte jeweils mit der ersten Käfigelektrode (13) verbunden ist, d) dass für jede Zeile der Feldkäfige jeweils eine gemeinsame Zeilen-Steuerleitung (16) für alle Feldkäfige der jeweiligen Zeile vorgesehen ist, wobei die Zeilen- Steuerleitung (16) bei jedem Feldkäfig (6) der jeweiligen Zeile jeweils mit der zweiten Käfigelektrode (14) verbunden ist.
31. Mikrofluidisches System nach einem der Ansprüche 21 bis 28, dadurch gekennzeichnet, a) dass eine Vielzahl von Feldkäfigen mit jeweils drei Kä¬ figelektroden vorgesehen ist, wobei die einzelnen Feld¬ käfige jeweils eine räumliche Fixierung der suspendier¬ ten Partikel (2, 3) ermöglichen, b) dass die innen liegenden ersten Käfigelektroden gemeinsam auf Masse bzw. auf einem schwimmenden elektrischen Potential gehalten werden, c) dass die Feldkäfige matrixförmig in mehreren Spalten und mehreren Zeilen angeordnet sind, d) dass für jede Spalte der Feldkäfige jeweils eine gemeinsame Spalten-Steuerleitung für alle Feldkäfige der jeweiligen Spalte vorgesehen ist, wobei die Spalten- Steuerleitung bei jedem Feldkäfig (6) der jeweiligen Spalte jeweils mit der zweiten Käfigelektrode verbunden ist, e) dass für jede Zeile der Feldkäfige jeweils eine gemein¬ same Zeilen-Steuerleitung für alle ' Feldkäfige der jeweiligen Zeile vorgesehen ist, wobei die Zeilen- Steuerleitung bei jedem Feldkäfig (6) der jeweiligen Zeile jeweils mit der dritten Kafigelektrode verbunden ist.
32. Mikrofluidisches System nach einem der Ansprüche 21 bis 31, dadurch gekennzeichnet, a) dass die Kafigelektroden an einer Kanalwand des Trager- stromkanals angeordnet sind, und b) dass an der gegenüber liegenden Kanalwand des Trager- stromkanals eine flachige Gegenelektrode angeordnet ist.
33. Mikrofluidisches System nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenelektrode durchsichtig ist.
34. Mikrofluidisches System nach einem der Ansprüche 21 bis 33, dadurch gekennzeichnet, die Kafigelektroden und/oder die Gegenelektrode aus einem der folgenden Materialien bestehen: a) Metall, b) Halbleiter, c) elektrisch leitfahige Polymere, insbesondere Polyani- lin, Polypyrrol oder Polythiophen, d) laser-modifizierbare Polymere, insbesondere Polybisal- kylthioacetylen.
35. Mikromanipulator, insbesondere Pinzette (21), zur Manipulation von Partikeln (2, 3), die in einer Tragerflussigkeit suspendiert sind, gekennzeichnet durch einen Feldkafig (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 zur raumlichen Fixierung der Partikel (2, 3) .
36. Verwendung eines Feldkafigs (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 20 oder eines mikrofluidischen Systems nach einem der Ansprüche 21 bis 34 oder eines Mikromanipulators nach Anspruch 35 m einem zellbiologischen Gerat.
37. Betriebsverfahren für ein mikrofluidisches System mit einem Trägerstromkanal (1) zur Aufnahme eines Trägerstroms mit darin suspendierten Partikeln (2, 3) und einem elektrisch ansteuerbaren Feldkäfig (6) zur räumlichen Fixierung der Partikel (2, 3), wobei der Feldkäfig (6) mehrere Käfigelektroden (7, 8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Käfigelektroden (7, 8) ringförmig ist und die andere Käfigelektrode umgibt.
38. Betriebsverfahren nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der ringförmigen Käfigelektroden (7, 8) an einer Seite eine Öffnung und/oder eine Passi- vierungsschicht aufweist, wobei der Feldkäfig (6) mit folgen- den Schritten angesteuert wird: a) Elektrische Ansteuerung des Feldkäfigs mit einer ersten Frequenz zur räumlichen Fixierung der suspendierten Partikel (2, 3), wobei die erste Frequenz hinreichend groß ist, um ein Fangfeld auszubilden, b) anschließend elektrische Ansteuerung des Feldkäfigs mit einer zweiten Frequenz zum Freigeben der gefangenen Partikel (2, 3), wobei die zweite Frequenz kleiner als die erste Frequenz und hinreichend klein ist, um das Fangfeld im Bereich der Öffnung oder der Passivierungs- Schicht zu öffnen.
39. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 37 bis 38, gekennzeichnet durch folgenden Schritt:
Bestrahlung mindestens einer der Käfigelektroden (7, 8) durch einen Laser, so dass von der bestrahlten Käfigelektrode E- lektrodenmaterial abgetragen und dadurch eine Öffnung in der Käfigelektrode erzeugt wird.
40. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 37 bis 39, wobei das mikrofluidische System eine Vielzahl von Feldkafi- gen aufweist, gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Ausschalten der Feldkafige (6), b) Einspulen der Tragerflussigkeit mit den darin suspendierten Partikeln (2, 3) in den Tragerstromkanal (1), c) Elektrische Ansteuerung der Feldkafige (6), so dass die einzelnen Feldkafige (6) jeweils suspendierte Partikel (2, 3) raumlich fixieren, d) Ausspulen der nicht in den Feldkafigen fixierten Partikel (2, 3) aus dem Tragerstromkanal (1), e) Abschalten oder Abschwachen der Strömung in dem Tragerstromkanal (1) zur Konsolidierung der in den Feldkafigen fixierten Partikel (2, 3), f) Elektrische Ansteuerung der Feldkafige, so dass die sich aus den fixierten Partikeln (2, 3) bildenden Zellverban- de strukturiert werden.
41. Betriebsverfahren nach Anspruch 40, gekennzeichnet durch folgenden Schritt:
Optische Überprüfung, ob in den einzelnen Feldkafigen (6) Partikel (2, 3) fixiert sind.
42. Betriebsverfahren nach Anspruch 40 oder 41, gekennzeich- net durch folgenden Schritt:
Erzeugung eines chemischen Gradienten zwischen den einzelnen Feldkafigen (6) durch eine Beeinflussung der Strömung in dem Tragerstromkanal (1) .
43. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 42, gekennzeichnet durch folgenden Schritt:
Untersuchung des raumlich fixierten Partikels bei mindestens einer der Feldkafige (6) .
44. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 43, gekennzeichnet durch folgenden Schritt:
Elektrische Ansteuerung mindestens eines der Feldkäfige zur Reizauslösung an dem darin fixierten Partikeln (2, 3).
45. Betriebsverfahren nach einem der Ansprüche 40 bis 43, gekennzeichnet durch folgenden Schritt:
Elektrische Ansteuerung mindestens eines der Feldkäfige zur Messung mindestens einer elektrische Kenngröße an dem darin fixierten Partikel (2, 3) bzw. dessen unmittelbarer Umgebung.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100170797A1 (en) * 2009-01-08 2010-07-08 California Institute Of Technology Device and method for single cell and bead capture and manipulation by dielectrophoresis

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI375023B (en) * 2007-10-05 2012-10-21 Univ Nat Taiwan A cellular microarray and its microfabrication method
EP2053396A1 (de) * 2007-10-22 2009-04-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Vorrichtung und Verfahren zur Überwachung der Bewegung von Zellen
DE102011050254A1 (de) 2011-05-10 2012-11-15 Technische Universität Dortmund Verfahren zur Separation polarisierbarer Biopartikel
US11198126B2 (en) * 2011-10-31 2021-12-14 Fluid-Screen, Inc. Apparatus for pathogen detection
WO2013067509A1 (en) 2011-11-04 2013-05-10 Bio-Rad Laboratories, Inc. Simultaneous purification of cell components
US8932815B2 (en) 2012-04-16 2015-01-13 Biological Dynamics, Inc. Nucleic acid sample preparation
CA2870160C (en) 2012-04-16 2021-08-24 Biological Dynamics, Inc. Nucleic acid sample preparation
TW201413230A (zh) * 2012-09-21 2014-04-01 Nat Applied Res Laboratories 可選擇地濃縮分離待測粒子的方法與晶片
WO2015157217A1 (en) * 2014-04-08 2015-10-15 Biological Dynamics, Inc. Improved devices for separation of biological materials
AU2017237187B2 (en) 2016-03-24 2022-12-08 Biological Dynamics, Inc. Disposable fluidic cartridge and components
IL270445B1 (en) 2017-05-08 2024-02-01 Biological dynamics inc Methods and systems for processing information on tested material
EP3727693A4 (de) 2017-12-19 2021-08-25 Biological Dynamics, Inc. Verfahren und vorrichtungen zum nachweis mehrerer analyten aus einer biologischen probe
WO2019195196A1 (en) 2018-04-02 2019-10-10 Biological Dynamics, Inc. Dielectric materials
US20200114323A1 (en) * 2018-10-12 2020-04-16 Feistel Holding Corp. Systems and methods for treating and conditioning small volume liquid samples
EP4058778A4 (de) * 2019-11-13 2023-12-27 Fluid-Screen, Inc. Verfahren und vorrichtung zum nachweis von bakterien in einer probe mittels dielektrophorese

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992007657A1 (de) * 1990-10-31 1992-05-14 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur handhabung mikroskopisch kleiner, dielektrischer teilchen und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
WO2002029402A2 (en) * 2000-10-02 2002-04-11 Sophion Bioscience A/S System for electrophysiological measurements
WO2002066596A2 (de) * 2001-01-08 2002-08-29 Niels Fertig Vorrichtung und verfahren zur untersuchung von ionenkanälen in membranen
US20020182627A1 (en) * 2001-03-24 2002-12-05 Xiaobo Wang Biochips including ion transport detecting strucutres and methods of use
WO2002103061A1 (en) * 2001-06-14 2002-12-27 Pohang University Of Science & Technology Method and device for electronic control of the spatial location of charged molecules
EP1471352A1 (de) * 2003-04-24 2004-10-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Biochip zur Analyse der elektrischen Eigenschaften biologischer Membranen
DE102005012128A1 (de) * 2005-03-16 2006-09-21 Evotec Technologies Gmbh Mikrofluidisches System und zugehöriges Ansteuerverfahren
WO2007010367A2 (en) * 2005-07-19 2007-01-25 Silicon Biosystems S.P.A. Method and apparatus for the manipulation and/or the detection of particles

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6149789A (en) * 1990-10-31 2000-11-21 Fraunhofer Gesellschaft Zur Forderung Der Angewandten Forschung E.V. Process for manipulating microscopic, dielectric particles and a device therefor
US5948328A (en) * 1994-02-24 1999-09-07 Fraunhofer Gesellschaft Zur Foerderung Der Angewandten Forschung E.V. Shaping of microparticles in electric-field cages
DE4434883A1 (de) * 1994-02-24 1995-08-31 Stefan Fiedler Formen von Mikropartikeln in elektrischen Feldkäfigen
US5858192A (en) * 1996-10-18 1999-01-12 Board Of Regents, The University Of Texas System Method and apparatus for manipulation using spiral electrodes
DE19916921A1 (de) * 1999-04-14 2000-10-19 Fraunhofer Ges Forschung Elektrisches Sensorarray
DE10234487A1 (de) * 2002-07-29 2004-02-26 Evotec Oai Ag Impedanzmessung in einem fluidischen Mikrosystem
EP1595140A2 (de) * 2003-02-18 2005-11-16 Board Of Regents The University Of Texas System Fokussierung dielektrischer partikel

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1992007657A1 (de) * 1990-10-31 1992-05-14 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zur handhabung mikroskopisch kleiner, dielektrischer teilchen und vorrichtung zur durchführung des verfahrens
WO2002029402A2 (en) * 2000-10-02 2002-04-11 Sophion Bioscience A/S System for electrophysiological measurements
WO2002066596A2 (de) * 2001-01-08 2002-08-29 Niels Fertig Vorrichtung und verfahren zur untersuchung von ionenkanälen in membranen
US20020182627A1 (en) * 2001-03-24 2002-12-05 Xiaobo Wang Biochips including ion transport detecting strucutres and methods of use
WO2002103061A1 (en) * 2001-06-14 2002-12-27 Pohang University Of Science & Technology Method and device for electronic control of the spatial location of charged molecules
EP1471352A1 (de) * 2003-04-24 2004-10-27 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Biochip zur Analyse der elektrischen Eigenschaften biologischer Membranen
DE102005012128A1 (de) * 2005-03-16 2006-09-21 Evotec Technologies Gmbh Mikrofluidisches System und zugehöriges Ansteuerverfahren
WO2007010367A2 (en) * 2005-07-19 2007-01-25 Silicon Biosystems S.P.A. Method and apparatus for the manipulation and/or the detection of particles

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100170797A1 (en) * 2009-01-08 2010-07-08 California Institute Of Technology Device and method for single cell and bead capture and manipulation by dielectrophoresis

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006002462A1 (de) 2007-07-19
EP1973661A1 (de) 2008-10-01
US20100155246A1 (en) 2010-06-24

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