WO2009092571A2 - Bubbles and method for producing and manipulating bubbles - Google Patents

Bubbles and method for producing and manipulating bubbles Download PDF

Info

Publication number
WO2009092571A2
WO2009092571A2 PCT/EP2009/000354 EP2009000354W WO2009092571A2 WO 2009092571 A2 WO2009092571 A2 WO 2009092571A2 EP 2009000354 W EP2009000354 W EP 2009000354W WO 2009092571 A2 WO2009092571 A2 WO 2009092571A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
liquid
magnetic field
magnetic
vesicle
shell
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/000354
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
WO2009092571A3 (en
Inventor
Thomas Franke
Lothar Schmid
Achim Wixforth
Original Assignee
Universität Augsburg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universität Augsburg filed Critical Universität Augsburg
Publication of WO2009092571A2 publication Critical patent/WO2009092571A2/en
Publication of WO2009092571A3 publication Critical patent/WO2009092571A3/en

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/0002Galenical forms characterised by the drug release technique; Application systems commanded by energy
    • A61K9/0009Galenical forms characterised by the drug release technique; Application systems commanded by energy involving or responsive to electricity, magnetism or acoustic waves; Galenical aspects of sonophoresis, iontophoresis, electroporation or electroosmosis
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/69Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
    • A61K47/6921Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere
    • A61K47/6923Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit the form being a particulate, a powder, an adsorbate, a bead or a sphere the form being an inorganic particle, e.g. ceramic particles, silica particles, ferrite or synsorb
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/5094Microcapsules containing magnetic carrier material, e.g. ferrite for drug targeting
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54313Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals the carrier being characterised by its particulate form
    • G01N33/54326Magnetic particles
    • G01N33/54333Modification of conditions of immunological binding reaction, e.g. use of more than one type of particle, use of chemical agents to improve binding, choice of incubation time or application of magnetic field during binding reaction

Definitions

  • the invention relates to vesicles, in particular vesicles or fluid cells, to methods for the preparation and manipulation of the vesicles and to an arrangement for manipulating the vesicles.
  • microfluidic systems are already used today in so-called lab-on-a-chip systems, ⁇ -TAS (total analysis system) and MEMS (micro-electro-mechanical system). Important components on such platforms are pumps, valves and integrated mixers.
  • ⁇ -TAS total analysis system
  • MEMS micro-electro-mechanical system
  • Important components on such platforms are pumps, valves and integrated mixers.
  • Such microfluidic systems also have disadvantages: the mixing is only diffusively possible due to the laminar flow.
  • the transition from the laminar, hard-to-mix system to the turbulent system is characterized by the so-called Reynolds number, which relates inertial forces and viscous forces.
  • Liquid quantities are used eg surface wave mixing (SAW) (Wixforth A., Acoustically driven planar microfluidics, Superlattices Microstruct 2003; 33: 389-396).
  • SAW surface wave mixing
  • the principle here is to create specific vortexes in the liquid, which are much easier, virtually automatic, in macroscopic liquids, with the aim of creating the largest possible interface between the liquids to be mixed.
  • the independent positioning of individual reagents is extremely difficult.
  • controlled manipulation is of immense importance especially for applications.
  • drug delivery various substances are included in vesicles (Szostak JW, Bartel DP, Luisi PL, Synthesizing life, Nature 2001, 409: 387-390). These are then injected, for example by means of syringes at the desired location in the body.
  • JP 2006045132 A discloses a liposome containing magnetic contrast agent for magnetic resonance measurements.
  • US 5,078,986 A discloses a liposome-entrapped magnetic contrast agent which is released upon reaching a desired location in the body.
  • US 4,728,575 A discloses vesicle-entrapped paramagnetic material as a contrast agent for NMR imaging.
  • WO 2006/049497 A1 discloses permeable capsules which are produced by stabilization of vesicles. These capsules may contain magnetic particles as a diagnostic agent. The vesicles are generated by electrochemical polymerization.
  • DD 290 807 A5 discloses vesicle-entrapped contrast agent for NMR.
  • GB 2 078 660 A discloses magnetically-localizable, biodegradable lipid vesicles.
  • the bubbles contain in addition to the magnetic material (magnetite) a medicinal substance.
  • a magnet e.g., near a tumor
  • the shell of the bubble is broken down by the body (dissolved) and the active ingredient is released at the desired location.
  • a vesicle in particular a vesicle or a liquid cell, is provided with a shell and at least one liquid enclosed in the shell, the shell including at least one magnetic particle.
  • the shell including at least one magnetic particle.
  • a plurality of magnetic particles are included in the envelope.
  • the at least one liquid may be a pure liquid or a liquid mixture. For example, a suspension, an emulsion or a solution.
  • the trapped liquid is shielded or separated, e.g. from a liquid surrounding the shell to prevent undesirable mixing with the environment.
  • a magnetic particle may be a single magnetic or consist of multiple components that together make up a magnetic particle.
  • the envelope of the bubble is formed of polymers or comprises polymers.
  • polymer molecules need not be present or not completely polymerized.
  • the shell is made up of or essentially of amphiphilic molecules.
  • the starting material or "building blocks" of the shell have at least one polar and one nonpolar portion or one hydrophilic and one hydrophobic portion. Due to the attractive and repulsive forces of these building blocks, they assemble into self-assembled structures such as vesicles, (e.g., vesicles, cells) or membranes.
  • vesicles e.g., vesicles, cells
  • membranes e.g., a shell of the lipids sphingomyelin, phosphatidylcholine and cholesterol can be constructed, which are also main components of red blood cells.
  • Another starting material for a shell may be block polymers, i. Polymers, unlike
  • Homopolymers of at least two different monomer units A and B are constructed. Depending on the distribution of monomers A and B in the polymer chain A distinction is made between random (AABABBBAABB), alternating (ABABABAB) or block (AAAABBBB) copolymers, wherein at least one of the monomers is nonpolar and at least one other polar to form the structures described above.
  • the shell has one or more layers. Especially with vesicles, a large number of different numbers of layers is possible. Preference is given to vesicles having a plurality of concentrically arranged layers. More preferably, the vesicles have a bilayer, i. they are unilamellar. Especially with the smallest trapped amounts of liquid, there is a single layer, i. a micelle.
  • the envelope includes a volume on the order of up to 10 microliters, preferably up to 1 microliter, more preferably up to 100 femtoliters. This allows the smallest quantities of liquid to be separated from a surrounding medium by means of a bubble.
  • the sheath comprises at least one functionalized building block, e.g. to form a channel in the shell.
  • the sheath is a membrane, in particular a liquid-permeable membrane, such as e.g. a cell wall.
  • the shell has special proteins embedded in the shell in order to let membrane-like only specific substances pass through the shell.
  • the vesicle provides a depot for the specific substance, e.g. Medicament, ready, which can deliver a certain dose of this substance through the permeable shell. For example, a dose may be increased by increasing the number of channels so that more drug is released from within a bubble through the sheath to an environment.
  • functionalized building blocks incorporated in the shell for marking the bubbles.
  • bubbles can be bound to specific cells.
  • these functionalized building blocks bind to the specific cells (with receptors for the functionalized building blocks) and an active ingredient contained in the vesicle can be deposited locally.
  • the entrapped liquid is or contains an aqueous solution.
  • an aqueous solution for example, a sugar solution or an ionic solution, such as a
  • the entrapped liquid is a suspension or an emulsion.
  • solids such as e.g. Medicines included.
  • the entrapped liquid is an emulsion of a polar and a nonpolar liquid, such as e.g. Water and oil, o wherein preferably an emulsifier is added to the emulsion.
  • At least two vesicles are provided, each of which includes different liquids or active ingredient components or reactants, in particular active substance components which react and / or are activated upon interaction
  • At least one further vesicle is enclosed within the envelope, in particular at least one further vesicle.
  • several vesicles are included in the sheath. That is, within the bubble, which is a separate volume per se, another separated volume is arranged.
  • a further liquid is enclosed, in particular a liquid which differs from the liquid surrounding the further bubble.
  • This further liquid may contain an active substance 5 or an active ingredient component.
  • a plurality of active ingredient components or reactants can be deposited in the shell in a shielded manner from one another.
  • a vesicle is thus provided which activates active substances at a desired time and / or releases activated active substances, for example by destroying the shell of the active ingredient
  • the at least one magnetic particle is paramagnetic, in particular superparamagnetic. That is, when an external field is applied, magnetization of the particles occurs in the direction of the field.
  • at least a part of the plurality of magnetic particles accumulates upon application of an external magnetic field to each other and in particular form at least one aggregate or a cluster within the shell.
  • the magnetic particles are drawn into regions with higher field strength, ie the particles follow a gradient of the inhomogeneous magnetic field.
  • ferromagnetic particles can be used.
  • the at least one or the plurality of magnetic particles preferably have a diameter between 5 nanometers and 2 microns, preferably a maximum diameter of 10 microns, preferably of at most 1 micron or 50 nanometers.
  • the magnetic particles may have any shape.
  • the magnetic particles are spherical or substantially spherical.
  • the magnetic particles are biocompatible. That when using the particles, these have e.g. in the human or animal body no harmful influence on this body and can e.g. be easily eliminated by this.
  • the magnetic substance or elements of the particle are enclosed in a shell or matrix. For example, in latex, carbon or the like.
  • further particles are enclosed within the envelope of the bubble and the envelope forms a transport means for the further particles, in particular for drugs or drug components.
  • Other particles include cancer markers, antibodies or vaccines.
  • a combination of at least one carrier liquid and at least one bubble contained in the at least one carrier liquid is provided, wherein the at least one bubble be formed as described above can.
  • the vesicle contains an active ingredient which interacts with the carrier liquid, in particular reacts.
  • the active ingredient is activated by the interaction. An interaction can arise on the one hand by leakage of the active ingredient from the bubble through channels described above or by opening or at least partially destroying the envelope of the bubble.
  • carrier liquid is to be understood as the liquid carrying or containing the bubbles. This means that, on the one hand, a liquid for "storage" of bubbles - i. without this liquid contains components intended to interact with a drug of the bubbles - as
  • Carrier liquid is called.
  • this carrier liquid with the bubbles, for example, to a blood sample, in which case the blood of the blood sample forms the carrier liquid for the bubbles.
  • the carrier liquid particularly preferably contains subunits with which an active substance contained in the vesicle or vesicles interacts, in particular reacts.
  • an active substance contained in the vesicle or vesicles interacts, in particular reacts.
  • cellular components such as blood cells when using blood as a carrier fluid.
  • bubbles present in the carrier liquid in each case contain different active substances or components which interact or react with one another, in particular when interacting with one another.
  • the carrier liquid is preferably an aqueous solution or contains such, in particular one or more of the following: a sugar solution, ionic solution, blood, blood plasma.
  • a method for producing at least one bubble, in particular a bubble as described above is provided.
  • magnetic particles and at least one shell material are provided.
  • a starting material are, for example, amphiphilic polymers. At least one liquid is added to the magnetic particles and the starting material. The cover of a The forming bubble includes at least a portion of the liquid and at least one of the magnetic particles. After the formation, there is thus a volume separated from the surrounding liquid.
  • the at least one starting material preferably has at least one polymer former.
  • the polymers described above can be used.
  • an electrical voltage in particular an alternating voltage, is applied in order to promote the formation of bubbles.
  • the magnetic particles and the at least one starting material are provided by applying a plurality of magnetic particles to a carrier substrate and a solvent containing the starting material to the carrier substrate. After stripping off, evaporating off and / or allowing the solvent to evaporate, the starting material for the at least one shell remains on the carrier substrate.
  • the carrier substrate preferably has electrodes and / or the carrier substrate is an electrode in order to apply a voltage to the liquid as described above.
  • the electrodes are preferably corrosion-free and / or biocompatible, in particular bioinert.
  • electrodes are protected from corrosion by the application of a protective layer (e.g., quartz), the deposited layer forming the carrier substrate.
  • a protective layer e.g., quartz
  • the temperature of the liquid is maintained in a range in which, in particular, the amphiphilic molecules are in a fluid phase.
  • a membrane formed from these molecules is "liquid", ie easily deformable. This ensures that, for example starting from a flat membrane surface, this membrane can curve or deform sufficiently to form a bubble.
  • the added liquid preferably has further particles, such as functionalized particles and / or active substance substances, or further particles are applied to the carrier substrate. In this case, the further particles are enclosed in the bubbles during the formation of the bubbles and / or incorporated into the envelope.
  • the functionalized particles are cancer markers as described above.
  • a method for manipulating at least one of a carrier liquid surrounded bubble is provided.
  • the vesicle is a vesicle as described above or prepared by the method described above.
  • the vesicle has a shell with at least one liquid enclosed therein and at least one magnetic particle enclosed therein. The method provides for the application of an external magnetic field such that a force is applied to the at least one magnetic particle within the envelope of the bubble.
  • At least a portion of the plurality of magnetic particles preferably accumulates on one another and, in particular, forms a multiplicity of aggregates or clusters, in particular of oblong shape.
  • the magnetic field is temporally changed and additionally or alternatively spatially changed, whereby the at least one magnetic particle or an aggregate of magnetic particles is influenced, in particular is moved.
  • the magnetic field has a spatial gradient and / or a magnetic field density change in order to exert spatially or temporally variable forces on the magnetic particle or particles.
  • the magnetic field is a rotating magnetic field with which a magnetic particle is a cluster of magnetic particles is excited to rotate.
  • a rotation of the magnetic particles or aggregates can be generated by spatially rotating permanent magnets or coils.
  • Possibility is arranging several coils next to each other, through alternating or successive switching of the coils is also a moving (eg a rotating magnetic field) is generated.
  • the at least one magnetic particle is moved within the envelope or moved relative to the carrier liquid.
  • a bubble can be moved independently of or even against flows outside the bubble.
  • a vesicle can be transported in this way in the bloodstream, regardless of the blood flow to a specific location or placed there or detained.
  • a bubble can be positioned or transported on a fluidic analysis chip independently of a flow direction on the chip.
  • the movement of the particle through a magnetic field is preferably a linear movement, a rotational or circular path movement or a combination of linear and circular path movement. That
  • the magnetic particle can be moved by a magnetic field on a predetermined or predetermined path. In particular, e.g. By stimulating rotation and / or vibration of the magnetic particle, mixing of a plurality of liquids present within the envelope can be improved or accelerated.
  • the envelope of the one further bubble can be destroyed or at least partially destroyed by a movement of the magnetic particles, for example by their rotation.
  • a liquid or an active ingredient of this further bubble can be released.
  • this agent can then react with or activate the fluid within the sheath. This is particularly advantageous if an active ingredient to be activated is effective only for a short time after activation.
  • an active ingredient to be activated is effective only for a short time after activation.
  • the envelope of the bubble and / or the further envelope of the additional bubble (s) may be at least partially destroyed in order to contain the bubble contained therein
  • Liquids and / or agents e.g. the above-described activated agents to release into the carrier liquid.
  • the shell is at least partially destroyed by means of at least one magnetic pulse.
  • Further possibilities for destruction or opening of the envelope (envelopes) are the application of an electric field or ultrasound and additionally or alternatively microwave radiation.
  • the energy of microwave rays is mainly absorbed by the magnetic particles and, in particular, has little influence on an aqueous carrier liquid.
  • a solvent may be added to the carrier liquid which dissolves the shell of the bubble (s).
  • the liquid released after the opening or at least partial destruction of the shell is mixed with the carrier liquid by means of the likewise released magnetic particles as described above, by applying a magnetic field or the magnetic field remains applied. In particular, a rotation of the released magnetic particles is excited.
  • mixing of the released liquid with the carrier liquid is improved or accelerated and an efficient and rapid reaction or activation of a released active substance is made possible, in particular at the place of release.
  • the liberated liquid reacts with subunits contained in the carrier liquid.
  • the released fluid reacts with cellular blood components, such as platelets. This reaction is also improved or accelerated by the above-described mixing by means of the magnetic particles.
  • a liquid contained in the bubbles specifically in contact with, for example, certain organs or vessel walls (eg, veins) be brought and thus improve or accelerate a desired reaction of the released liquid with these.
  • first bubbles with at least one first active component and second bubbles with at least one second
  • Active ingredient component provided in a carrier liquid.
  • the at least one first active ingredient component is intended to react with the at least one second active ingredient component.
  • the vesicles with the respective active ingredient components can be prepared separately and then combined to provide a carrier liquid with vesicles each containing different active ingredient components.
  • the active substances in the bubbles can be released in the manner described above, in particular after a positioning or transport of the bubbles, wherein a reaction of the first with the second active component by the method described above or mixing by means of the magnetic particles is improved.
  • Drug components improved can be used for example in the body (in vivo), but also in the laboratory (in vitro), for example on so-called analysis chips for DNA, PCR or blood analysis.
  • Another area of application is the exact positioning of reactants in the synthesis of nano-structured substances.
  • the at least one magnetic particle or the plurality of magnetic particles is removed from the carrier liquid or locally concentrated in the carrier liquid.
  • this method in fluidic
  • an arrangement for manipulating bubbles is provided with a carrier liquid and a bubble contained in the carrier liquid, the bubble having a shell and at least one magnetic particle contained in the shell. Furthermore, at least one magnetic field generator is provided which applies a magnetic field to the bubble, in particular a spatially and additionally or alternatively temporally variable magnetic field.
  • a bubble as described above can be manipulated according to the methods described above.
  • the at least one magnetic field generator is suitable for generating a focused magnetic field, wherein the at least one magnetic field generator has a device for selectively positioning a generated magnetic field.
  • a device for receiving the carrier liquid with the bubbles contained therein is preferably arranged separately from the magnetic field generator, so that the carrier liquid can easily be exchanged for various experiments.
  • the receiving device is designed as a disposable product, so that after an experiment or a test no cleaning of fluidic components is necessary.
  • FIG. 1 a source chamber for generating bubbles
  • FIG. 2 a first exemplary embodiment of a bubble
  • FIG. 3 shows a further embodiment of a bubble, in which a further bubble is contained
  • FIG. 4 shows the bubble of FIG. 2 under the influence of a magnetic field
  • FIG. 5 shows the bubble of FIG. 3 under the influence of a magnetic field
  • FIG. 6 shows the bubble of FIG
  • FIG. 7 shows the bubble of FIG. 2 with the envelope open
  • FIG. 8 shows the bubble of FIG. 7 without influence of a magnetic field
  • FIG. 9 shows a schematic representation of a device for manipulating bubbles.
  • FIG. 1 shows a source chamber 12 which is used for the production of vesicles 2.
  • a method for producing vesicles 2 using an electric field is described by way of example. In this case, a thin lipid film is swollen in aqueous solution and the film is replaced by an alternating electric field and converted into vesicles 2.
  • DOPC 1,2-dioleyol-sn-glycero-3-phosphocholine
  • DMPC 1,2-dimyristol-sn-glycero-3-phosphocholine chloroform
  • the composition of the second source solution is the same, but the DOPC solution is replaced by a DMPC solution with the same concentration.
  • Carrier substrate 14, 14 'glass plates which are preferably coated with indium tin oxide (ITO). Since the plates are transparent, the formation of the vesicles 2 in the source chamber 12 can be observed under the microscope.
  • ITO coating serves as an electrode.
  • Magnetbeads 8 are used.
  • 10 ⁇ l of a magnetic bead solution is distributed onto the carrier substrate 14, 14' and dried in vacuo. Thereafter, 10 ⁇ l of the DOPC or DMPC source solution is applied to the carrier substrate 14, 14 '.
  • the support substrate 14, 14 ' is then placed in vacuum for 3 hours to allow the chloroform to evaporate.
  • two carrier substrates 14, 14 ' are glued together with a spacer 16, in particular a Teflon spacer, to the source chamber 12.
  • the base area of the source chamber 12 is approximately 20 ⁇ 50 mm 2 , the distance between the carrier substrates is approximately 2 mm. Subsequently, the source chamber 12 is filled with a liquid 6, in particular a sugar solution.
  • a 10 Hz alternating voltage is applied to the carrier substrates 14, 14 'or to the electrodes by means of an alternating voltage source 18, which voltage is slowly increased from 0 to 2.6 volts.
  • the actual source process takes about 18 hours.
  • a shell 4 of a vesicle 2 As shown in Fig. 1, it can be observed under the microscope that initially form on the plates bubble-like membrane forms that slowly fill with liquid 6 and finally peel off, each forming a shell 4 of a vesicle 2.
  • Some of the formed vesicles 2 contain single magnetic beads 8, for example up to thirty magnetic beads 8.
  • the vesicles are unilamellar, ie they have two single-layered lipid layers (ie a lipid bilayer).
  • the size of the vesicle 2 is between 10 and 60 microns, with some vesicles 2 can be up to 130 microns in size. After swelling, the vesicles 2 can be pipetted off and stored in the refrigerator.
  • the phase transition temperature of this lipid is 23 ° C.
  • the phase transition temperature of DOPC is 20 ° C. Since lipids must be in the fluid phase (L ⁇ phase) during swelling to be sufficiently deformable, the source chamber 12 becomes 2 when producing DMPC vesicles incubated in a heat bath. Furthermore, during the transition from the fluid phase into the so-called gel phase, the area of a lipid bilayer is reduced by about 30%. In order to avoid a rupture of the vesicles 2 by the membrane contraction on cooling, the volume of the vesicles 2 must be previously reduced osmotically. In addition, sucrose is added to the DMPC-Vesicle solution to increase the total concentration to 300 mM. This increases the available volume in vesicles 2 and prevents vesicle 2 from bursting.
  • Fig. 2 shows an embodiment of a vesicle 2 made, for example, by the method described above, with a sheath 4 containing the liquid 6 and
  • Magnetbeads 8 includes.
  • the shell 4 may comprise a plurality of layers.
  • d. H. consists of a lipid bilayer.
  • Liquid 6 may be a mixture of several liquids, or may additionally contain other functionalized particles (not shown), e.g. Active ingredients, o reagents or markers.
  • the vesicle 2 forms a compartment shielded from the external environment or a container for the liquid 6 and / or the functionalized particles.
  • FIG. 3 shows a further exemplary embodiment of a vesicle 2 'in its shell 4', a further vesicle 2 ", which is enclosed by beads 8 and a liquid 6 '.
  • This further vesicle 2" contains a further liquid 6 " "may contain or be a substance suitable for reaction with the liquid 6 '.
  • the liquids 6 ', 6 " are aqueous solutions, in particular biocompatible solutions,
  • the liquids 6', 6" contain active substances 0 for medical or therapeutic treatment. For example, contain the
  • Further vesicles 2 may be included in "further magnetic beads 8.”
  • the one or more further magnetic beads 8 ' may also be provided instead of the magnetic beads 8.
  • Fig. 4 shows the vesicle of Fig. 1 in a carrier liquid 10 under the influence of a magnetic field M.
  • these units can be moved.
  • these aggregates may be used as a kind of "micro stir bar" when rotated by rotation of the external magnetic field M.
  • the liquid 6 can be mixed in the interior of the shell 4 by means of the aggregates or the Magnetbeads 8.
  • FIG. 6 shows how by applying a magnetic field, for example, the vesicle 2 of FIG. 1 can be moved in a carrier liquid 10.
  • a magnetic field for example, the vesicle 2 of FIG. 1 can be moved in a carrier liquid 10.
  • the vesicle 2 can be selectively transported and positioned by the force exerted on the beads 8 force.
  • FIG. 7 shows the release of the liquid 6 of the vesicle 2 from FIG. 1.
  • the magnetic beads 8 are accelerated in a jerky manner by means of a magnetic pulse and pass through the sheath 4 of the vesicle 2.
  • Another possibility for opening the sheath 4 results a movement of the beads 8 at a speed which the vesicle 2, for example due to the viscous counter forces of the carrier liquid 10 can not follow.
  • a part of the shell 4 is deformed by the beads or pulled in the length until the shell 4 breaks due to the deformation.
  • the liquid 6, as well as the beads 8 are released into the carrier liquid 10.
  • an activated active substance as described above is released.
  • Carrier liquid 10 present - Magnetbeads 8 mixing or mixing of the liquid 6 with the carrier liquid 10 are accelerated.
  • Fig. 8 shows the opened vesicle 2 of Fig. 7 without applied magnetic field M.
  • the aggregates separate and there are again single magnetic beads 8 before.
  • Magnetic beads can be separated from the carrier liquid 10 again by means of a magnetic field M or be separated from it.
  • a magnetic field M When using the vesicles in the body (for example of vesicles 2, 2 'in the blood as the carrier liquid 10) biocompatible Magnetbeads 8 are used, so that the beads 8 have no harmful effect on the body and, for example, can be easily eliminated from the body.
  • the magnetic beads 8 have a biocompatible coating, such as a latex sheath.
  • FIG. 9 shows a schematic representation of a device 20 for the manipulation of vesicles 2, 2 '.
  • a rotating magnetic field is generated below a carrier liquid 10 arranged on a carrier 21.
  • a liquid 6, 6 'contained in the vesicles 2, 2' and / or an active ingredient is released and mixed with the carrier liquid 10.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)

Abstract

The invention relates to a bubble (2), particularly a vesicle or fluid cell, having a sheath (4), at least one liquid (6) trapped in the sheath (4), and at least one magnetic particle (8) trapped in the sheath (4), preferably a plurality of trapped magnetic particles (8). The invention also relates to a method for producing and manipulating the bubbles (2), and a device for this purpose.

Description

BLÄSCHEN, SOWIE VERFAHREN ZURHERSTELLUNG UND MANIPULATION VON BLÄSCHEN BUBBLES, AND METHOD FOR PRODUCING AND MANIPULATING BUBBLES
Die Erfindung betrifft Bläschen, insbesondere Vesikel oder Flüssigkeitszellen, Verfahren zur Herstellung und Manipulation der Bläschen und eine Anordnung zur Manipulation der Bläschen.The invention relates to vesicles, in particular vesicles or fluid cells, to methods for the preparation and manipulation of the vesicles and to an arrangement for manipulating the vesicles.
Durch die rasante Entwicklung in der Biotechnologie werden Techniken nachgefragt, mit denen kleinste Flüssigkeitsmengen manipulierbar werden können. Die Tendenz zur Miniaturisierung wird dabei vor allem durch folgende Vorteile getrieben: KleineDue to the rapid development in biotechnology, techniques are demanded with which the smallest amounts of liquid can be manipulated. The tendency towards miniaturization is driven above all by the following advantages: Small
Stoffmengen sind billiger und weniger giftig, oft sind biologische Substanzen auch nur in kleinsten Mengen verfügbar. Darüber hinaus sind hierbei die Reaktions- und Analysezeiten um Größenordnungen kleiner und die Spezifität und Effizienz ist deutlich höher. Daher werden mikrofluidische Systeme heute schon verwendet in so genannten Lab-on-a-Chip Systemen, μ-TAS (Total Analysis System) und MEMS (Micro-Electro- Mechanical-System). Wichtige Bestandteile auf derartigen Plattformen sind Pumpen, Ventile und integrierte Mischer. Bei solchen mikrofluidischen Systemen handelt man sich auch Nachteile ein: das Durchmischen ist aufgrund der laminaren Strömung nur noch diffusiv möglich. Der Übergang von dem laminaren, schwer zu mischenden System zum turbulenten System wird durch die sogenannte Reynoldszahl charakterisiert, die Trägheitskräfte und viskose Kräfte ins Verhältnis setzt. Ist die Reynoldszahl kleiner als etwa 1000 so spricht man vom laminaren Regime, in dem benachbarte Flüssigkeitsschichten „nebeneinander" fließen und sich nur diffusiv durchmischen können. Ist die Reynoldszahl hingegen groß, so treten Turbulenzen auf, die Durchmischungen dramatisch beschleunigen. Zur Mischung solcher kleinsterSubstances are cheaper and less toxic, often biological substances are available even in very small quantities. In addition, the reaction and analysis times are smaller by orders of magnitude and the specificity and efficiency is significantly higher. Therefore, microfluidic systems are already used today in so-called lab-on-a-chip systems, μ-TAS (total analysis system) and MEMS (micro-electro-mechanical system). Important components on such platforms are pumps, valves and integrated mixers. Such microfluidic systems also have disadvantages: the mixing is only diffusively possible due to the laminar flow. The transition from the laminar, hard-to-mix system to the turbulent system is characterized by the so-called Reynolds number, which relates inertial forces and viscous forces. If the Reynolds number is less than about 1000, this is referred to as the laminar regime in which adjacent layers of liquid flow "side-by-side" and can only diffuse diffusely, whereas if the Reynolds number is large, turbulences occur which dramatically accelerate intermixing
Flüssigkeitsmengen wird z.B. das Mischen mit Oberflächenwellen (SAW) verwendet (Wixforth A., Acoustically driven planar microfluidics, Superlattices Microstruct 2003; 33: 389-396). Prinzip dabei ist gezielt Wirbel in der Flüssigkeit zu erzeugen, die bei makroskopischen Flüssigkeiten viel leichter, quasi automatisch entstehen, mit dem Ziel eine möglichst große Grenzfläche zwischen den zu mischenden Flüssigkeiten zu erzeugen. Weiterhin ist das unabhängige Positionieren einzelner Reagenzien äußerst schwierig. Die kontrollierte Manipulation ist aber insbesondere für Anwendungen von immenser Bedeutung. Beispielsweise werden bei so genannten "drug delivery"- Systemen verschiedene Substanzen in Vesikel eingeschlossen (Szostak J.W., Bartel D.P., Luisi P.L., Synthesizing life, Nature 2001; 409: 387-390). Diese werden dann beispielsweise mit Hilfe von Spritzen an der gewünschten Stelle im Körper injiziert.Liquid quantities are used eg surface wave mixing (SAW) (Wixforth A., Acoustically driven planar microfluidics, Superlattices Microstruct 2003; 33: 389-396). The principle here is to create specific vortexes in the liquid, which are much easier, virtually automatic, in macroscopic liquids, with the aim of creating the largest possible interface between the liquids to be mixed. Furthermore, the independent positioning of individual reagents is extremely difficult. However, controlled manipulation is of immense importance especially for applications. For example, in so-called "drug delivery" systems, various substances are included in vesicles (Szostak JW, Bartel DP, Luisi PL, Synthesizing life, Nature 2001, 409: 387-390). These are then injected, for example by means of syringes at the desired location in the body.
JP 2006045132 A offenbart ein Liposom, das magnetisches Kontrastmittel für Magnet- Resonanz Messungen enthält. - US 5,078,986 A offenbart ein in einem Liposom eingeschlossenes magnetisches Kontrastmittel, das nach dem Erreichen eines gewünschten Ortes im Körper freigesetzt wird. - US 4,728,575 A offenbart in Vesikel eingeschlossenes paramagnetisches Material als Kontrastmittel für die NMR Bildgebung. - WO 2006/049497 Al offenbart permeable Kapseln, die durch Stabilisierung von Vesikeln erzeugt werden. Diese Kapseln können magnetische Partikel als diagnostisches Mittel enthalten. Die Vesikel werden mittels elektrochemischer Polymerisation erzeugt. - DD 290 807 A5 offenbart in Vesikel eingeschlossenes Kontrastmittel für NMR. - GB 2 078 660 A offenbart magnetisch- lokalisierbare, biologisch-abbaubare Lipid-Bläschen. Die Bläschen enthalten zusätzlich zum magnetischen Material (Magnetit) einen medizinischen Wirkstoff. Nach Injektion der Bläschen in einen Körper, werden die Bläschen durch einen an der gewünschten, zu behandelnden Stelle angewandten Magneten (z.B. in der Nähe eines Tumors) an dieser Stelle gehalten. Nach einer bestimmten Zeit wird die Hülle des Bläschens vom Körper abgebaut (aufgelöst) und der Wirkstoff so an der gewünschten Stelle freigesetzt.JP 2006045132 A discloses a liposome containing magnetic contrast agent for magnetic resonance measurements. US 5,078,986 A discloses a liposome-entrapped magnetic contrast agent which is released upon reaching a desired location in the body. US 4,728,575 A discloses vesicle-entrapped paramagnetic material as a contrast agent for NMR imaging. WO 2006/049497 A1 discloses permeable capsules which are produced by stabilization of vesicles. These capsules may contain magnetic particles as a diagnostic agent. The vesicles are generated by electrochemical polymerization. DD 290 807 A5 discloses vesicle-entrapped contrast agent for NMR. GB 2 078 660 A discloses magnetically-localizable, biodegradable lipid vesicles. The bubbles contain in addition to the magnetic material (magnetite) a medicinal substance. After injection of the bubbles into a body, the bubbles are held in place by a magnet (e.g., near a tumor) applied to the desired site to be treated. After a certain time, the shell of the bubble is broken down by the body (dissolved) and the active ingredient is released at the desired location.
Es ist Aufgabe der Erfindung, Bläschen, Bläschen in Trägerflüssigkeit und ein Verfahren zur Herstellung und Manipulation von Bläschen bereitzustellen, mit dem kleinsten Flüssigkeitsmengen möglichst kontrollierbar manipuliert werden können. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1, 15, 19, 35 bzw. 39. Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.It is an object of the invention to provide bubbles, bubbles in carrier liquid and a method for the production and manipulation of bubbles, can be manipulated as controllable as possible with the smallest amounts of liquid. This object is achieved by the features of claim 1, 15, 19, 35 and 39. Preferred embodiments are the subject of the dependent claims.
Gemäß Anspruch 19 wird ein Bläschen, insbesondere ein Vesikel oder eine Flüssigkeitszelle, bereitgestellt mit einer Hülle und zumindest einer in der Hülle eingeschlossenen Flüssigkeit, wobei die Hülle zumindest ein magnetisches Partikel einschließt. Vorzugsweise ist eine Vielzahl von magnetischen Partikeln in der Hülle eingeschlossen. Die zumindest eine Flüssigkeit kann eine reine Flüssigkeit oder ein Flüssigkeitsgemisch sein. Beispielsweise eine Suspension, eine Emulsion oder eine Lösung. Durch die Hülle wird die eingeschlossene Flüssigkeit abgeschirmt bzw. separiert, z.B. von einer die Hülle umgebende Flüssigkeit, um eine unerwünschte Durchmischung mit der Umgebung zu verhindern.According to claim 19, a vesicle, in particular a vesicle or a liquid cell, is provided with a shell and at least one liquid enclosed in the shell, the shell including at least one magnetic particle. Preferably, a plurality of magnetic particles are included in the envelope. The at least one liquid may be a pure liquid or a liquid mixture. For example, a suspension, an emulsion or a solution. Through the envelope, the trapped liquid is shielded or separated, e.g. from a liquid surrounding the shell to prevent undesirable mixing with the environment.
Ein magnetisches Partikel kann ein einzelnes magnetisches sein oder aus mehreren Komponenten bestehen, die insgesamt ein magnetisches Teilchen ergeben.A magnetic particle may be a single magnetic or consist of multiple components that together make up a magnetic particle.
Bevorzugt ist die Hülle des Bläschens aus Polymeren ausgebildet oder weist Polymere auf. Dabei müssen Polymermoleküle nicht oder nicht vollständig polymerisiert vorliegen.Preferably, the envelope of the bubble is formed of polymers or comprises polymers. In this case, polymer molecules need not be present or not completely polymerized.
Alternativ oder in Ausgestaltung ist die Hülle aus oder im Wesentlichen aus amphiphilen Molekülen aufgebaut. Insbesondere aus Lipiden oder amphiphilen Polymeren. Das heißt, das Ausgangsmaterial bzw. die "Bausteine" der Hülle weisen zumindest einen polaren und einen unpolaren Teilbereich bzw. einen hydrophilen und eine hydrophoben Teilbereich auf. Aufgrund der anziehenden und abstoßenden Kräfte dieser Bausteine, ordnen sich diese zu selbstorganisierten Strukturen wie Bläschen, (z.B. Vesikel, Zellen) oder Membranen an. Beispielsweise kann eine Hülle aus den Lipiden Sphingomyelin, Phosphatidylcholin und Cholesterol aufgebaut sein, welche auch Hauptbestandteile von roten Blutkörperchen sind. Ein weiteres Ausgangsmaterial für eine Hülle können Block-Polymere sein, d.h. Polymere, die im Unterschied zuAlternatively or in an embodiment, the shell is made up of or essentially of amphiphilic molecules. In particular from lipids or amphiphilic polymers. That is, the starting material or "building blocks" of the shell have at least one polar and one nonpolar portion or one hydrophilic and one hydrophobic portion. Due to the attractive and repulsive forces of these building blocks, they assemble into self-assembled structures such as vesicles, (e.g., vesicles, cells) or membranes. For example, a shell of the lipids sphingomyelin, phosphatidylcholine and cholesterol can be constructed, which are also main components of red blood cells. Another starting material for a shell may be block polymers, i. Polymers, unlike
Homopolymeren aus mindestens zwei verschiedenen Monomerbausteinen A und B aufgebaut sind. Je nach Verteilung der Monomere A und B in der Polymerkette unterscheidet man zwischen statistischen (AABABBBAABB), alternierenden (ABABABAB) oder Block- (AAAABBBB) Copolymeren, wobei mindestens eines der Monomere unpolar und mindestens ein anderes polar ist, um die oben beschriebene Strukturen auszubilden.Homopolymers of at least two different monomer units A and B are constructed. Depending on the distribution of monomers A and B in the polymer chain A distinction is made between random (AABABBBAABB), alternating (ABABABAB) or block (AAAABBBB) copolymers, wherein at least one of the monomers is nonpolar and at least one other polar to form the structures described above.
Bevorzugt weist die Hülle eine oder mehrere Schichten auf. Insbesondere bei Vesikeln ist eine Vielzahl verschiedener Anzahlen von Schichten möglich. Bevorzugt sind Vesikel mit mehreren konzentrisch angeordneten Schichten. Weiter bevorzugt weisen die Vesikel eine Doppelschicht auf, d.h. sie sind unilamellar. Insbesondere bei kleinsten eingeschlossenen Flüssigkeitsmengen liegt eine einzelne Schicht vor, d.h. eine Mizelle.Preferably, the shell has one or more layers. Especially with vesicles, a large number of different numbers of layers is possible. Preference is given to vesicles having a plurality of concentrically arranged layers. More preferably, the vesicles have a bilayer, i. they are unilamellar. Especially with the smallest trapped amounts of liquid, there is a single layer, i. a micelle.
Bevorzugt schließt die Hülle ein Volumen in der Größenordnung von bis zu 10 Mikroliter ein, vorzugsweise bis zu 1 Mikroliter, weiter bevorzugt bis zu 100 Femtoliter. Damit können durch ein Bläschen kleinste Flüssigkeitsmengen von einem umgebenden Medium separiert werden.Preferably, the envelope includes a volume on the order of up to 10 microliters, preferably up to 1 microliter, more preferably up to 100 femtoliters. This allows the smallest quantities of liquid to be separated from a surrounding medium by means of a bubble.
Bevorzugt weist die Hülle zumindest einen funktionalisierten Baustein auf, z.B. um einen Kanal in der Hülle zu bilden. Vorzugsweise ist die Hülle eine Membran, insbesondere eine flüssigkeitsdurchlässige Membran wie z.B. eine Zellwand. Beispielsweise weist die Hülle spezielle, in die Hülle eingebettete Proteine auf, um membranartig nur spezifische Stoffe durch die Hülle durchtreten zu lassen. Das Bläschen stellt ein Depot für den spezifischen Stoff, z.B. Arzneimittel, bereit, der eine bestimmte Dosis dieses Stoffes durch die permeable Hülle abgeben kann. Beispielsweise kann eine Dosis erhöht werden durch Erhöhung der Anzahl der Kanäle, so dass mehr Arzneimittel von innerhalb eines Bläschens durch die Hülle an eine Umgebung freigegeben wird.Preferably, the sheath comprises at least one functionalized building block, e.g. to form a channel in the shell. Preferably, the sheath is a membrane, in particular a liquid-permeable membrane, such as e.g. a cell wall. For example, the shell has special proteins embedded in the shell in order to let membrane-like only specific substances pass through the shell. The vesicle provides a depot for the specific substance, e.g. Medicament, ready, which can deliver a certain dose of this substance through the permeable shell. For example, a dose may be increased by increasing the number of channels so that more drug is released from within a bubble through the sheath to an environment.
Besonders bevorzugt können in der Hülle eingebaute funktionalisierte Bausteine zur Markierung der Bläschen verwendet werden. Beispielsweise können durch Einbau von Antikörpern oder von adhäsiven Molekülen Bläschen an spezifische Zellen gebunden werden. Beim Transport der Bläschen in einer Trägerflüssigkeit binden diese funktionalisierten Bausteine an die spezifischen Zellen (mit Rezeptoren für die funktionalisierten Bausteine) und ein in dem Bläschen enthaltener Wirkstoff kann lokal deponiert werden.Particular preference is given to using functionalized building blocks incorporated in the shell for marking the bubbles. For example, by incorporation of antibodies or adhesive molecules, bubbles can be bound to specific cells. When transporting the bubbles in a carrier liquid, these functionalized building blocks bind to the specific cells (with receptors for the functionalized building blocks) and an active ingredient contained in the vesicle can be deposited locally.
Bevorzugt ist die eingeschlossene Flüssigkeit eine wässrige Lösung oder enthält eine 5 solche. Beispielsweise eine Zuckerlösung oder eine ionische Lösung, wie einePreferably, the entrapped liquid is or contains an aqueous solution. For example, a sugar solution or an ionic solution, such as a
Kochsalzlösung. Weiter bevorzugt ist die eingeschlossene Flüssigkeit eine Suspension oder eine Emulsion. Beispielsweise sind in der Hülle Feststoffe wie z.B. Arzneimittel eingeschlossen. Zusätzlich oder alternativ ist die eingeschlossene Flüssigkeit eine Emulsion aus einer polaren und einer unpolaren Flüssigkeit wie z.B. Wasser und Öl, o wobei der Emulsion vorzugsweise ein Emulgator zugegeben wird.Saline. More preferably, the entrapped liquid is a suspension or an emulsion. For example, solids such as e.g. Medicines included. Additionally or alternatively, the entrapped liquid is an emulsion of a polar and a nonpolar liquid, such as e.g. Water and oil, o wherein preferably an emulsifier is added to the emulsion.
Vorzugsweise sind zumindest zwei Bläschen vorgesehen, die jeweils unterschiedliche Flüssigkeiten bzw. Wirkstoffkomponenten oder Reaktanden einschließen, insbesondere Wirkstoffkomponenten, die bei Wechselwirkung reagieren und/oder aktiviert werden.5Preferably, at least two vesicles are provided, each of which includes different liquids or active ingredient components or reactants, in particular active substance components which react and / or are activated upon interaction
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist innerhalb der Hülle zumindest ein weiteres Bläschen eingeschlossen, insbesondere zumindest ein weiteres Vesikel. Vorzugsweise sind mehrere Vesikel in der Hülle eingeschlossen. Das heißt innerhalb des Bläschens, das für sich ein separiertes Volumen darstellt, ist ein weiteres separiertes o Volumen angeordnet.In a particularly preferred embodiment, at least one further vesicle is enclosed within the envelope, in particular at least one further vesicle. Preferably, several vesicles are included in the sheath. That is, within the bubble, which is a separate volume per se, another separated volume is arranged.
Vorzugsweise ist zumindest in einem der weiteren Bläschen eine weitere Flüssigkeit eingeschlossen, insbesondere eine von der das weitere Bläschen umgebenden Flüssigkeit unterschiedliche Flüssigkeit. Diese weitere Flüssigkeit kann einen Wirkstoff 5 oder eine Wirkstoffkomponente enthalten. Durch das oder die weiteren Bläschen innerhalb der Hülle können mehrere Wirkstoffkomponenten oder Reaktanden abgeschirmt voneinander in der Hülle deponiert werden. Insbesondere bei Wirkstoffkomponenten, die durch Kontakt miteinander aktiviert werden, wird so ein Bläschen bereitgestellt, das zu einem gewünschten Zeitpunkt Wirkstoffe aktiviert 0 und/oder aktivierte Wirkstoffe freisetzt, beispielsweise durch Zerstören der Hülle desPreferably, at least in one of the further bubbles, a further liquid is enclosed, in particular a liquid which differs from the liquid surrounding the further bubble. This further liquid may contain an active substance 5 or an active ingredient component. By means of the further bubble or bubbles within the envelope, a plurality of active ingredient components or reactants can be deposited in the shell in a shielded manner from one another. In particular, in the case of active ingredient components which are activated by contact with one another, a vesicle is thus provided which activates active substances at a desired time and / or releases activated active substances, for example by destroying the shell of the active ingredient
Bläschens und der Hülle der weiteren Bläschen zu diesem gewünschten Zeitpunkt, wodurch die Wirkstoffe in Kontakt miteinander kommen. Bevorzugt ist das zumindest eine magnetische Partikel paramagnetisch, insbesondere superparamagnetisch. D.h. bei Anlegen eines äußeren Feldes tritt eine Magnetisierung der Partikel in Richtung des Feldes auf. Zudem lagert sich zumindest ein Teil der Vielzahl von magnetischen Partikeln bei Anlegen eines äußeren Magnetfeldes aneinander an und bilden insbesondere zumindest ein Aggregat oder einen Cluster innerhalb der Hülle. Insbesondere bei Vorliegen eines inhomogenen Magnetfeldes werden die magnetischen Partikel in Gebiete mit höherer Feldstärke gezogen, d.h. die Partikel folgen einem Gradienten des inhomogenen Magnetfeldes. Weiterhin können ferromagnetische Partikel verwendet werden.Bubble and the envelope of the other bubbles at this desired time, whereby the active ingredients come into contact with each other. Preferably, the at least one magnetic particle is paramagnetic, in particular superparamagnetic. That is, when an external field is applied, magnetization of the particles occurs in the direction of the field. In addition, at least a part of the plurality of magnetic particles accumulates upon application of an external magnetic field to each other and in particular form at least one aggregate or a cluster within the shell. Particularly in the presence of an inhomogeneous magnetic field, the magnetic particles are drawn into regions with higher field strength, ie the particles follow a gradient of the inhomogeneous magnetic field. Furthermore, ferromagnetic particles can be used.
Das zumindest eine oder die Vielzahl der magnetischen Partikel haben vorzugsweise einen Durchmesser zwischen 5 Nanometer und 2 μm, bevorzugt einen maximalen Durchmesser von 10 μm vorzugsweise von maximal 1 μm oder 50 Nanometer. Die magnetischen Partikel können eine beliebige Form aufweisen. Vorzugsweise sind die magnetischen Partikel kugelförmig oder im Wesentlichen kugelförmig.The at least one or the plurality of magnetic particles preferably have a diameter between 5 nanometers and 2 microns, preferably a maximum diameter of 10 microns, preferably of at most 1 micron or 50 nanometers. The magnetic particles may have any shape. Preferably, the magnetic particles are spherical or substantially spherical.
Besonders bevorzugt sind die magnetischen Partikel biokompatibel. D.h. bei Verwendung der Partikel, haben diese z.B. im menschlichen oder tierischen Körper keinen schädlichen Einfluß auf diesen Körper und können z.B. von diesem problemlos wieder ausgeschieden werden. Alternativ oder zusätzlich ist die magnetische Substanz oder Elemente des Partikels in einer Hülle oder einer Matrix eingeschlossen. Beispielsweise in Latex, Kohlenstoff oder dergleichen.Particularly preferably, the magnetic particles are biocompatible. That when using the particles, these have e.g. in the human or animal body no harmful influence on this body and can e.g. be easily eliminated by this. Alternatively or additionally, the magnetic substance or elements of the particle are enclosed in a shell or matrix. For example, in latex, carbon or the like.
Gemäß einer Ausgestaltung sind innerhalb der Hülle des Bläschens weitere Partikel eingeschlossen und die Hülle bildet ein Transportmittel für die weiteren Partikel, insbesondere für Arzneimittel oder Arzneimittelkomponenten. Weitere Partikel sind beispielsweise Krebsmarker, Antikörper oder Impfstoffe.According to one embodiment, further particles are enclosed within the envelope of the bubble and the envelope forms a transport means for the further particles, in particular for drugs or drug components. Other particles include cancer markers, antibodies or vaccines.
Gemäß Anspruch 35 ist eine Kombination aus zumindest einer Trägerflüssigkeit und zumindest einem in der zumindest einen Trägerflüssigkeit enthaltenen Bläschen vorgesehen, wobei das zumindest eine Bläschen wie oben beschrieben ausgebildet sein kann. Bevorzugt enthält das Bläschen einen Wirkstoff, der mit der Trägerflüssigkeit in Wechselwirkung tritt, insbesondere reagiert. Bevorzugt wird durch die Wechselwirkung der Wirkstoff aktiviert. Eine Wechselwirkung kann einerseits durch ein Austreten des Wirkstoffs aus dem Bläschen durch oben beschriebene Kanäle entstehen oder durch ein Öffnen oder zumindest teilweises Zerstören der Hülle des Bläschens.According to claim 35, a combination of at least one carrier liquid and at least one bubble contained in the at least one carrier liquid is provided, wherein the at least one bubble be formed as described above can. Preferably, the vesicle contains an active ingredient which interacts with the carrier liquid, in particular reacts. Preferably, the active ingredient is activated by the interaction. An interaction can arise on the one hand by leakage of the active ingredient from the bubble through channels described above or by opening or at least partially destroying the envelope of the bubble.
Dabei ist der Begriff "Trägerflüssigkeit" als die die Bläschen tragende bzw. enthaltende Flüssigkeit zu verstehen. Das bedeutet, dass einerseits eine Flüssigkeit zur "Lagerung" von Bläschen - d.h. ohne dass diese Flüssigkeit Bestandteile enthält, die zur Wechselwirkung mit einem Wirkstoff der Bläschen vorgesehen sind - alsThe term "carrier liquid" is to be understood as the liquid carrying or containing the bubbles. This means that, on the one hand, a liquid for "storage" of bubbles - i. without this liquid contains components intended to interact with a drug of the bubbles - as
Trägerflüssigkeit bezeichnet wird. Andererseits kann ebendiese Trägerflüssigkeit mit den Bläschen beispielsweise einer Blutprobe zugegeben werden, wobei dann das Blut der Blutprobe die Trägerflüssigkeit für die Bläschen bildet.Carrier liquid is called. On the other hand, it is possible to add this carrier liquid with the bubbles, for example, to a blood sample, in which case the blood of the blood sample forms the carrier liquid for the bubbles.
Besonderes bevorzugt enthält die Trägerflüssigkeit Untereinheiten mit denen eine in dem oder den Bläschen enthaltener Wirkstoff in Wechselwirkung tritt, insbesondere reagiert. Beispielsweise mit zellulären Bestandteilen wie Blutkörperchen bei der Verwendung von Blut als Trägerflüssigkeit.The carrier liquid particularly preferably contains subunits with which an active substance contained in the vesicle or vesicles interacts, in particular reacts. For example, with cellular components such as blood cells when using blood as a carrier fluid.
Weiter bevorzugt enthalten in der Trägerflüssigkeit vorliegende Bläschen jeweils unterschiedliche Wirkstoffe oder Komponenten, die miteinander in Wechselwirkung treten oder reagieren, insbesondere bei Wechselwirkung miteinander aktiviert werden.More preferably, bubbles present in the carrier liquid in each case contain different active substances or components which interact or react with one another, in particular when interacting with one another.
Die Trägerflüssigkeit ist bevorzugt eine wässrige Lösung oder enthält eine solche, insbesondere eine oder mehrere der Folgenden: eine Zuckerlösung, ionische Lösung, Blut, Blutplasma.The carrier liquid is preferably an aqueous solution or contains such, in particular one or more of the following: a sugar solution, ionic solution, blood, blood plasma.
Gemäß Anspruch 39 wird ein Verfahren zur Herstellung zumindest eines Bläschens, insbesondere eines Bläschens wie oben beschrieben vorgesehen. Zunächst werden magnetische Partikel und zumindest ein Ausgangsmaterial für eine Hülle bereitgestellt.According to claim 39, a method for producing at least one bubble, in particular a bubble as described above is provided. First, magnetic particles and at least one shell material are provided.
Ein Ausgangsmaterial sind z.B. amphiphile Polymere. Den magnetischen Partikeln und dem Ausgangsmaterial wird zumindest eine Flüssigkeit hinzugefügt. Die Hülle eines sich ausbildenden Bläschens schließt zumindest einen Teil der Flüssigkeit und zumindest eines der magnetischen Partikel ein. Nach dem Ausbilden liegt somit ein von der umgebenden Flüssigkeit separiertes Volumen vor.A starting material are, for example, amphiphilic polymers. At least one liquid is added to the magnetic particles and the starting material. The cover of a The forming bubble includes at least a portion of the liquid and at least one of the magnetic particles. After the formation, there is thus a volume separated from the surrounding liquid.
Bevorzugt weist das zumindest eine Ausgangsmaterial zumindest einen Polymerbildner auf. Insbesondere können die oben beschriebenen Polymere eingesetzt werden.The at least one starting material preferably has at least one polymer former. In particular, the polymers described above can be used.
Besonders bevorzugt wird nach dem Hinzufügen der zumindest einen Flüssigkeit zum Ausgangsmaterial eine elektrische Spannung, insbesondere eine Wechselspannung, angelegt, um die Bildung von Bläschen zu unterstützen.Particularly preferably, after the addition of the at least one liquid to the starting material, an electrical voltage, in particular an alternating voltage, is applied in order to promote the formation of bubbles.
Bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung werden die magnetischen Partikel und das zumindest eine Ausgangsmaterial bereitgestellt durch Aufbringen einer Vielzahl magnetischer Partikel auf ein Trägersubstrat und eines das Ausgangsmaterial enthaltenden Lösungsmittels auf das Trägersubstrat. Nach dem Abziehen, Abdampfen und/oder Verdunstenlassen des Lösungsmittels, bleibt das Ausgangsmaterial für die zumindest eine Hülle auf dem Trägersubstrat zurück. Vorzugsweise weist das Trägersubstrat Elektroden auf und/oder das Trägersubstrat ist eine Elektrode, um wie oben beschrieben eine Spannung an die Flüssigkeit anzulegen. Die Elektroden sind vorzugsweise korrosionsfrei und/oder biokompatibel, insbesondere bioinert.In a particularly preferred embodiment, the magnetic particles and the at least one starting material are provided by applying a plurality of magnetic particles to a carrier substrate and a solvent containing the starting material to the carrier substrate. After stripping off, evaporating off and / or allowing the solvent to evaporate, the starting material for the at least one shell remains on the carrier substrate. The carrier substrate preferably has electrodes and / or the carrier substrate is an electrode in order to apply a voltage to the liquid as described above. The electrodes are preferably corrosion-free and / or biocompatible, in particular bioinert.
Vorzugsweise werden Elektroden durch Aufbringen einer Schutzschicht (z.B. Quarz) vor Korrosion geschützt, wobei die aufgebrachte Schicht das Trägersubstrat bildet.Preferably, electrodes are protected from corrosion by the application of a protective layer (e.g., quartz), the deposited layer forming the carrier substrate.
Zur Unterstützung des Ausbildens von Bläschen wird beim Bilden der Bläschen die Temperatur der Flüssigkeit in einem Bereich gehalten, in der insbesondere die amphiphilen Moleküle in einer fluiden Phase vorliegen. In der fluiden Phase ist z.B. eine aus diesen Molekülen ausgebildete Membran "flüssig", d.h. leicht verformbar. Damit ist gewährleistet, dass sich z.B. ausgehend von einer ebenen Membranfläche diese Membran ausreichend krümmen bzw. verformen kann, um ein Bläschen auszubilden. Vorzugsweise weist die hinzugefugte Flüssigkeit weitere Partikel wie funktionalisierte Partikel und/oder Wirkstoffsubstanzen auf oder es werden auf das Trägersubstrat weitere Partikel aufgebracht. Dabei werden die weiteren Partikel beim Bilden der Bläschen in das Bläschen eingeschlossen und/oder in die Hülle mit eingebaut. Beispielsweise sind die funktionalisierten Partikel Krebsmarker, wie oben beschrieben.In order to assist in the formation of bubbles, in forming the bubbles, the temperature of the liquid is maintained in a range in which, in particular, the amphiphilic molecules are in a fluid phase. In the fluid phase, for example, a membrane formed from these molecules is "liquid", ie easily deformable. This ensures that, for example starting from a flat membrane surface, this membrane can curve or deform sufficiently to form a bubble. The added liquid preferably has further particles, such as functionalized particles and / or active substance substances, or further particles are applied to the carrier substrate. In this case, the further particles are enclosed in the bubbles during the formation of the bubbles and / or incorporated into the envelope. For example, the functionalized particles are cancer markers as described above.
Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zur Manipulation zumindest eines von einer Trägerflüssigkeit umgebenen Bläschens bereitgestellt. Vorzugsweise ist das Bläschen ein Bläschen wie oben beschrieben oder nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt. Insbesondere weist das Bläschen eine Hülle auf mit zumindest einer darin eingeschlossenen Flüssigkeit und zumindest einem darin eingeschlossenen magnetischen Partikel. Das Verfahren sieht das Anlegen eines äußeren Magnetfelds vor, so dass auf das zumindest eine magnetische Partikel innerhalb der Hülle des Bläschens eine Kraft ausgeübt wird.According to claim 1, a method for manipulating at least one of a carrier liquid surrounded bubble is provided. Preferably, the vesicle is a vesicle as described above or prepared by the method described above. In particular, the vesicle has a shell with at least one liquid enclosed therein and at least one magnetic particle enclosed therein. The method provides for the application of an external magnetic field such that a force is applied to the at least one magnetic particle within the envelope of the bubble.
Vorzugsweise lagert sich durch das Anlegen eines Magnetfeldes zumindest ein Teil der Vielzahl magnetischer Partikel aneinander an und bildet insbesondere eine Vielzahl von Aggregaten oder Clustern, insbesondere mit länglicher Form.By applying a magnetic field, at least a portion of the plurality of magnetic particles preferably accumulates on one another and, in particular, forms a multiplicity of aggregates or clusters, in particular of oblong shape.
Bevorzugt wird das Magnetfeld zeitlich geändert und zusätzlich oder alternativ räumlich geändert, wodurch das zumindest eine magnetische Partikel oder ein Aggregat von magnetischen Partikeln beeinflusst wird, insbesondere bewegt wird. Bevorzugt weist das Magnetfeld einen räumlichen Gradienten und/oder eine Magnetfelddichteänderung auf, um räumlich oder zeitlich veränderliche Kräfte auf den oder die magnetischen Partikel auszuüben.Preferably, the magnetic field is temporally changed and additionally or alternatively spatially changed, whereby the at least one magnetic particle or an aggregate of magnetic particles is influenced, in particular is moved. Preferably, the magnetic field has a spatial gradient and / or a magnetic field density change in order to exert spatially or temporally variable forces on the magnetic particle or particles.
Weiter bevorzugt ist das Magnetfeld ein rotierendes Magnetfeld, mit dem ein magnetisches Partikel ein Cluster von magnetischen Partikeln zur Rotation angeregt wird. Eine solche Rotation der magnetischen Partikel bzw. Aggregate kann durch räumlich rotierende Permanentmagneten oder Spulen erzeugt werden. Eine weitereMore preferably, the magnetic field is a rotating magnetic field with which a magnetic particle is a cluster of magnetic particles is excited to rotate. Such a rotation of the magnetic particles or aggregates can be generated by spatially rotating permanent magnets or coils. Another
Möglichkeit ist das Anordnen mehrere Spulen nebeneinander, wobei durch alternierendes oder sukzessives Schalten der Spulen ebenfalls ein bewegtes (z.B. ein rotierendes Magnetfeld) erzeugt wird.Possibility is arranging several coils next to each other, through alternating or successive switching of the coils is also a moving (eg a rotating magnetic field) is generated.
Insbesondere wird durch Anlegen eines Magnetfeldes das zumindest eine magnetische Partikel innerhalb der Hülle bewegt oder relativ zur Trägerflüssigkeit bewegt. Damit ergibt sich die Möglichkeit ein Bläschen mittels der innerhalb des Bläschens enthaltenen magnetischen Partikel zu bewegen. Insbesondere kann durch die auf die magnetischen Partikel übertragene Kraft ein Bläschen unabhängig von oder sogar entgegen außerhalb des Bläschens vorliegenden Strömungen bewegt werden. Beispielsweise kann ein Bläschen auf diese Weise im Blutkreislauf unabhängig von der Blutströmung an eine bestimmte Stelle transportiert bzw. dort plaziert oder festgehalten werden. Weiterhin kann beispielsweise auf diese Weise ein Bläschen auf einem fluidischen Analysechip unabhängig von einer Flußrichtung auf dem Chip positioniert bzw. transportiert werden.In particular, by applying a magnetic field, the at least one magnetic particle is moved within the envelope or moved relative to the carrier liquid. This results in the possibility of moving a bubble by means of the magnetic particles contained within the bubble. In particular, due to the force transmitted to the magnetic particles, a bubble can be moved independently of or even against flows outside the bubble. For example, a vesicle can be transported in this way in the bloodstream, regardless of the blood flow to a specific location or placed there or detained. Furthermore, for example, in this way a bubble can be positioned or transported on a fluidic analysis chip independently of a flow direction on the chip.
Bevorzugt ist die Bewegung des Partikels durch ein Magnetfeld eine Linearbewegung, eine Rotations- oder Kreisbahnbewegung oder eine Kombination von Linear- und Kreisbahnbewegung. D.h. das magnetische Partikel kann durch ein Magnetfeld auf einer vorgegebenen oder vorgebbaren Bahn bewegt werden. Insbesondere kann z.B. durch das Anregen einer Rotation und/oder Vibration des magnetischen Partikels ein Mischen von mehreren innerhalb der Hülle vorhandenen Flüssigkeiten verbessert bzw. beschleunigt werden.The movement of the particle through a magnetic field is preferably a linear movement, a rotational or circular path movement or a combination of linear and circular path movement. That The magnetic particle can be moved by a magnetic field on a predetermined or predetermined path. In particular, e.g. By stimulating rotation and / or vibration of the magnetic particle, mixing of a plurality of liquids present within the envelope can be improved or accelerated.
Beim Vorsehen zumindest eines weiteren Bläschen innerhalb der Hülle kann durch eine Bewegung der magnetischen Partikel, beispielsweise durch deren Rotation, die Hülle des einen weiteren Bläschen zerstört werden oder zumindest teilweise zerstört werden. So kann beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Wirkstoff dieses weiteren Bläschens freigesetzt werden. Dieser Wirkstoff kann nun wiederum mit der Flüssigkeit innerhalb der Hülle reagieren oder diese aktivieren. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn ein zu aktivierender Wirkstoff nur für kurze Zeit nach der Aktivierung wirksam ist. Somit können in den Bläschen kleinste Mengen verschiedener Wirkstoff- oder Reaktionskomponenten gelagert werden, um erst bei Bedarf zur Reaktion gebracht zu werden.When providing at least one further bubble within the envelope, the envelope of the one further bubble can be destroyed or at least partially destroyed by a movement of the magnetic particles, for example by their rotation. Thus, for example, a liquid or an active ingredient of this further bubble can be released. In turn, this agent can then react with or activate the fluid within the sheath. This is particularly advantageous if an active ingredient to be activated is effective only for a short time after activation. Thus, in the vesicles smallest amounts of different drug or Reaction components are stored to be brought to react only when needed.
Bevorzugt kann die Hülle des Bläschens und/oder die weitere Hülle der oder der weiteren Bläschen zumindest teilweise zerstört werden, um die darin enthaltenePreferably, the envelope of the bubble and / or the further envelope of the additional bubble (s) may be at least partially destroyed in order to contain the bubble contained therein
Flüssigkeiten und/oder Wirkstoffe, z.B. die oben beschriebenen aktivierten Wirkstoffe, in die Trägerflüssigkeit freizusetzen. Vorzugsweise wird die Hülle mittels zumindest eines magnetischen Impulses zumindest teilweise zerstört. Weitere Möglichkeiten zur Zerstörung oder Öffnung der Hülle (Hüllen) sind das Anlegen eines elektrischen Feldes oder Ultraschall und zusätzlich oder alternativ Mikrowellenstrahlen. Energie von Mikrowellenstrahlen wird dabei hauptsächlich von den magnetischen Partikeln absorbiert und haben insbesondere kaum Einfluß auf eine wässrige Trägerflüssigkeit. Alternativ kann der Trägerflüssigkeit ein Lösungsmittel zugefügt werden, das die Hülle des oder der Bläschen auflöst.Liquids and / or agents, e.g. the above-described activated agents to release into the carrier liquid. Preferably, the shell is at least partially destroyed by means of at least one magnetic pulse. Further possibilities for destruction or opening of the envelope (envelopes) are the application of an electric field or ultrasound and additionally or alternatively microwave radiation. The energy of microwave rays is mainly absorbed by the magnetic particles and, in particular, has little influence on an aqueous carrier liquid. Alternatively, a solvent may be added to the carrier liquid which dissolves the shell of the bubble (s).
Bevorzugt wird die nach dem Öffnen oder zumindest teilweisen Zerstören der Hülle freigesetzte Flüssigkeit mit der Trägerflüssigkeit mittels der ebenfalls freigesetzten magnetischen Partikel wie oben beschrieben vermischt, indem ein Magnetfeld angelegt wird oder das Magnetfeld angelegt bleibt. Insbesondere wird eine Rotation der freigesetzten magnetischen Partikel angeregt. Somit wird ein Vermischen der freigesetzten Flüssigkeit mit der Trägerflüssigkeit verbessert bzw. beschleunigt und eine effiziente und schnelle Reaktion oder Aktivierung eines freigesetzten Wirkstoffes wird insbesondere am Ort der Freisetzung ermöglicht.Preferably, the liquid released after the opening or at least partial destruction of the shell is mixed with the carrier liquid by means of the likewise released magnetic particles as described above, by applying a magnetic field or the magnetic field remains applied. In particular, a rotation of the released magnetic particles is excited. Thus, mixing of the released liquid with the carrier liquid is improved or accelerated and an efficient and rapid reaction or activation of a released active substance is made possible, in particular at the place of release.
Besonders bevorzugt reagiert die freigesetzte Flüssigkeit mit in der Trägerflüssigkeit enthaltenen Untereinheiten. Beispielsweise bei der Verwendung von Blut als Trägerflüssigkeit reagiert die freigesetzte Flüssigkeit mit zellulären Blutbestandteilen, wie Blutplättchen. Diese Reaktion wird durch das oben beschriebene Vermischen mittels der magnetischen Partikel ebenfalls verbessert bzw. beschleunigt. Insbesondere kann durch das Verfahren eine im Bläschen enthaltene Flüssigkeit gezielt mit beispielsweise bestimmten Organen oder Gefäßwänden (z.B. Adern) in Kontakt gebracht werden und damit eine gewünschte Reaktion der freigesetzten Flüssigkeit mit diesen verbessern bzw. beschleunigen.Particularly preferably, the liberated liquid reacts with subunits contained in the carrier liquid. For example, when using blood as a carrier fluid, the released fluid reacts with cellular blood components, such as platelets. This reaction is also improved or accelerated by the above-described mixing by means of the magnetic particles. In particular, by the method, a liquid contained in the bubbles specifically in contact with, for example, certain organs or vessel walls (eg, veins) be brought and thus improve or accelerate a desired reaction of the released liquid with these.
Bei einer weiter bevorzugten Ausgestaltung werden erste Bläschen mit zumindest einer ersten Wirkstoffkomponente und zweite Bläschen mit zumindest einer zweitenIn a further preferred embodiment, first bubbles with at least one first active component and second bubbles with at least one second
Wirkstoffkomponente in einer Trägerflüssigkeit bereitgestellt. Die zumindest eine erste Wirkstoffkomponente ist dabei zur Reaktion mit der zumindest einen zweiten Wirkstoffkomponente bestimmt. Beispielsweise können die Bläschen mit den jeweiligen Wirkstoffkomponenten getrennt voneinander hergestellt und anschließend zusammengeführt werden, um eine Trägerflüssigkeit mit Bläschen bereitzustellen, die jeweils unterschiedliche Wirkstoffkomponenten enthalten. Die Wirkstoffe in den Bläschen können auf die zuvor beschriebene Weise freigesetzt werden, insbesondere nach einer Positionierung bzw. Transport der Bläschen, wobei eine Reaktion der ersten mit der zweiten Wirkstoffkomponente durch das oben beschriebene Verfahren bzw. Vermischen mittels der magnetischen Partikel verbessert wird.Active ingredient component provided in a carrier liquid. The at least one first active ingredient component is intended to react with the at least one second active ingredient component. For example, the vesicles with the respective active ingredient components can be prepared separately and then combined to provide a carrier liquid with vesicles each containing different active ingredient components. The active substances in the bubbles can be released in the manner described above, in particular after a positioning or transport of the bubbles, wherein a reaction of the first with the second active component by the method described above or mixing by means of the magnetic particles is improved.
Durch das beschriebene Verfahren kann somit ein Wirkstoff oder ein Reagenz gezielt positioniert werden und an dieser Position gezielt aktiviert und freigesetzt werden. Zusätzlich wird eine Vermischung mit einer Trägerflüssigkeit, mit Untereinheiten einer Trägerflüssigkeit und/oder eine Vermischung verschiedener freigesetzterBy means of the method described, it is thus possible to specifically position an active substance or a reagent and to selectively activate and release it at this position. In addition, mixing with a carrier liquid, with subunits of a carrier liquid and / or a mixture of different ones is released
Wirkstoffkomponenten verbessert. Dieses Verfahren kann beispielsweise im Körper (in vivo) eingesetzt werden, aber auch im Labor (in vitro), beispielsweise auf sogenannten Analysechips zur DNA-, PCR- oder Blutanalyse. Ein weiterer Anwendungsbereich liegt in der genauen Positionierung von Reaktanden bei der Synthese von nano-strukturierten Stoffen.Drug components improved. This method can be used for example in the body (in vivo), but also in the laboratory (in vitro), for example on so-called analysis chips for DNA, PCR or blood analysis. Another area of application is the exact positioning of reactants in the synthesis of nano-structured substances.
Bevorzugt werden nach dem Freisetzen oder nach dem Vermischen durch Anlegen eines Magnetfeldes das zumindest ein magnetischer Partikel oder die Vielzahl von magnetischen Partikeln aus der Trägerflüssigkeit entfernt oder in der Trägerflüssigkeit lokal konzentriert. Insbesondere bei Verwendung dieses Verfahrens bei fluidischenPreferably, after release or after mixing by applying a magnetic field, the at least one magnetic particle or the plurality of magnetic particles is removed from the carrier liquid or locally concentrated in the carrier liquid. Especially when using this method in fluidic
Analyse- Vorrichtungen kann so die Trägerflüssigkeit ausgetauscht oder entnommen werden, ohne die magnetischen Partikel zu entfernen. D.h. nach dem Austausch einer Trägerflüssigkeit stehen dieselben magnetischen Partikel einem weiteren Experiment oder Test zur Verfügung.Analysis devices so the carrier liquid can be replaced or removed without removing the magnetic particles. Ie after the exchange of a Carrier liquid, the same magnetic particles are available for further experiment or test.
Gemäß Anspruch 15 ist eine Anordnung zur Manipulation von Bläschen vorgesehen mit einer Trägerflüssigkeit und einem in der Trägerflüssigkeit enthaltenen Bläschen, wobei das Bläschen eine Hülle und zumindest ein in der Hülle enthaltenes magnetisches Partikel aufweist. Weiterhin ist zumindest ein Magnetfelderzeuger vorgesehen, der an das Bläschen ein Magnetfeld anlegt, insbesondere ein räumlich und zusätzlich oder alternativ zeitlich veränderbares Magnetfeld. Insbesondere kann mit einer solchen Anordnung ein wie oben beschriebenes Bläschen gemäß den oben beschriebenen Verfahren manipuliert werden.According to claim 15, an arrangement for manipulating bubbles is provided with a carrier liquid and a bubble contained in the carrier liquid, the bubble having a shell and at least one magnetic particle contained in the shell. Furthermore, at least one magnetic field generator is provided which applies a magnetic field to the bubble, in particular a spatially and additionally or alternatively temporally variable magnetic field. In particular, with such an arrangement, a bubble as described above can be manipulated according to the methods described above.
Bevorzugt ist der zumindest eine Magnetfelderzeuger geeignet, ein fokussiertes Magnetfeld zu erzeugen, wobei der zumindest eine Magnetfelderzeuger eine Einrichtung aufweist, um ein erzeugtes Magnetfeld gezielt zu positionieren.Preferably, the at least one magnetic field generator is suitable for generating a focused magnetic field, wherein the at least one magnetic field generator has a device for selectively positioning a generated magnetic field.
Vorzugsweise ist bei Verwendung im Labor eine Einrichtung zur Aufnahme der Trägerflüssigkeit mit den darin enthaltenen Bläschen separat zum Magnetfelderzeuger angeordnet, so dass die Trägerflüssigkeit für verschiedene Experimente leicht ausgewechselt werden kann. Alternativ ist die Aufhahmeeinrichtung als Einwegprodukt konzipiert, so dass nach einem Experiment oder einem Test keine Reinigung von fluidischen Komponenten nötig ist.When used in the laboratory, a device for receiving the carrier liquid with the bubbles contained therein is preferably arranged separately from the magnetic field generator, so that the carrier liquid can easily be exchanged for various experiments. Alternatively, the receiving device is designed as a disposable product, so that after an experiment or a test no cleaning of fluidic components is necessary.
Zusammenfassend können mittels der beschriebenen Verfahren, Vorrichtung und Bläschen kleinste Mengen an Flüssigkeiten und/oder Wirkstoffe - separiert von einem umgebenden Medium - gezielt transportiert und positioniert werden und die Flüssigkeiten/Wirkstoffe gezielt an dieser Position freigesetzt werden. Zusätzlich wird vor dem Freisetzen der Flüssigkeiten/Wirkstoffe oder nach dem Freisetzen ein Mischen derselben innerhalb des Vesikels oder mit einer Trägerflüssigkeit verbessert bzw. beschleunigt. Anhand von Figuren werden Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:In summary, by means of the described method, apparatus and vesicles, the smallest amounts of liquids and / or active substances-separated from a surrounding medium-can be purposefully transported and positioned, and the liquids / active substances can be deliberately released at this position. Additionally, prior to release of the fluids / agents or after release, mixing thereof within the vesicle or with a carrier fluid is enhanced. With reference to figures exemplary embodiments of the invention are explained in detail. Show it:
Fig. 1 eine Quellkammer zur Erzeugung von Bläschen, Fig. 2 ein erstes Ausfuhrungsbeispiel eines Bläschens,1 a source chamber for generating bubbles, FIG. 2 a first exemplary embodiment of a bubble, FIG.
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Bläschens, in dem ein weiteres Bläschen enthalten ist,3 shows a further embodiment of a bubble, in which a further bubble is contained,
Fig. 4 das Bläschen von Fig. 2 unter Einfluss eines Magnetfeldes, Fig. 5 das Bläschen von Fig. 3 unter Einfluss eines Magnetfeldes, Fig. 6 das Bläschen von Fig. 2 unter Einfluss eines Magnetfeldes zum Transport desFIG. 4 shows the bubble of FIG. 2 under the influence of a magnetic field, FIG. 5 shows the bubble of FIG. 3 under the influence of a magnetic field, FIG. 6 shows the bubble of FIG
Bläschens,bubble,
Fig. 7 das Bläschen von Fig. 2 mit geöffneter Hülle, Fig. 8 das Bläschen von Fig. 7 ohne Einfluss eines Magnetfeldes, und Fig. 9 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Manipulation von Bläschen.FIG. 7 shows the bubble of FIG. 2 with the envelope open, FIG. 8 shows the bubble of FIG. 7 without influence of a magnetic field, and FIG. 9 shows a schematic representation of a device for manipulating bubbles.
Fig. 1 zeigt eine Quellkammer 12, die zur Herstellung von Vesikeln 2 verwendet wird. Im Folgenden wird beispielhaft ein Verfahren zur Herstellung von Vesikeln 2 unter Verwendung eines elektrischen Feldes beschrieben. Dabei wird ein dünner Lipidfilm in wässriger Lösung gequollen und der Film durch ein elektrisches Wechselfeld abgelöst und zu Vesikeln 2 umgeformt.FIG. 1 shows a source chamber 12 which is used for the production of vesicles 2. In the following, a method for producing vesicles 2 using an electric field is described by way of example. In this case, a thin lipid film is swollen in aqueous solution and the film is replaced by an alternating electric field and converted into vesicles 2.
Bei den beschriebenen Beispielen werden zwei verschiedene Lipide als Hauptbestandteil der Quelllösungen verwendet: DOPC (l,2-Dioleyol-sn-Glycero-3- Phoshocholine) ist ein Lipid, das im gesamten experimentell zugänglichenIn the examples described, two different lipids are used as the main constituent of the swelling solutions: DOPC (1,2-dioleyol-sn-glycero-3-phosphocholine) is a lipid that is accessible experimentally throughout
Temperaturbereich in der fluiden Phase ist. DMPC (l,2-Dimyristol-sn-Glycero-3- Phosphocholine Chloroform) kann bei niedrigen Temperaturen in die Gelphase überfuhrt werden. Die erste Quelllösung ist eine Mischung aus 150 μl DOPC Chloroformlösung mit einer Konzentration c=2,5 mg/ml sowie 10 μl Texas-Red™ DHPE Chloroformlösung mit einer Konzentration c= 0,5 mmol/1. DieTemperature range in the fluid phase is. DMPC (1,2-dimyristol-sn-glycero-3-phosphocholine chloroform) can be converted to the gel phase at low temperatures. The first source solution is a mixture of 150 μl DOPC chloroform solution with a concentration of c = 2.5 mg / ml and 10 μl Texas Red ™ DHPE chloroform solution with a concentration c = 0.5 mmol / 1. The
Zusammensetzung der zweiten Quelllösung ist gleich, allerdings wird die DOPC- Lösung durch eine DMPC-Lösung mit gleicher Konzentration ersetzt. Als Trägersubstrat 14, 14' werden Glasplatten verwendet, die vorzugsweise mit Indium- Zinn-Oxid (ITO) beschichtet sind. Da die Platten transparent sind, kann die Bildung der Vesikel 2 in der Quellkammer 12 unter dem Mikroskop beobachtet werden. Die leitfähige ITO-Beschichtung dient als Elektrode.The composition of the second source solution is the same, but the DOPC solution is replaced by a DMPC solution with the same concentration. When Carrier substrate 14, 14 'glass plates are used, which are preferably coated with indium tin oxide (ITO). Since the plates are transparent, the formation of the vesicles 2 in the source chamber 12 can be observed under the microscope. The conductive ITO coating serves as an electrode.
Als magnetische Partikel werden Magnetbeads 8 verwendet. Um Vesikel 2 mit eingeschlossenem Magnetbeads 8 quellen zu können, wird vor dem Auftragen einer Lipidlösung bzw. Quelllösung auf das Trägersubstrat 14, 14' zunächst 10 μl einer Magnetbead-Lösung auf das Trägersubstrat 14, 14' verteilt und im Vakuum getrocknet. Danach wird 10 μl der DOPC- oder DMPC-Quelllösung auf das Trägersubstrat 14, 14' aufgetragen. Das Trägersubstrat 14, 14' wird dann für 3 Stunden ins Vakuum gelegt, um das Chloroform abdampfen zu lassen. Dann werden jeweils zwei Trägersubstrate 14, 14' mit einem Abstandshalter 16, insbesondere einem Teflonspacer, zu der Quellkammer 12 zusammengeklebt. Die Grundfläche der Quellkammer 12 beträgt ca. 20 x 50 mm2, der Abstand der Trägersubstrate beträgt ca. 2 mm. Nachfolgend wird die Quellkammer 12 mit einer Flüssigkeit 6, insbesondere einer Zuckerlösung, gefüllt.As magnetic particles Magnetbeads 8 are used. In order to be able to swell vesicle 2 with enclosed magnetic beads 8, before applying a lipid solution or swelling solution to the carrier substrate 14, 14 ', initially 10 μl of a magnetic bead solution is distributed onto the carrier substrate 14, 14' and dried in vacuo. Thereafter, 10 μl of the DOPC or DMPC source solution is applied to the carrier substrate 14, 14 '. The support substrate 14, 14 'is then placed in vacuum for 3 hours to allow the chloroform to evaporate. Then two carrier substrates 14, 14 'are glued together with a spacer 16, in particular a Teflon spacer, to the source chamber 12. The base area of the source chamber 12 is approximately 20 × 50 mm 2 , the distance between the carrier substrates is approximately 2 mm. Subsequently, the source chamber 12 is filled with a liquid 6, in particular a sugar solution.
Zum Quellen wird an die Trägersubstrate 14, 14' bzw. an die Elektroden mittels einer Wechselspannungsquelle 18 eine 10 Hz Wechselspannung angelegt, die langsam von 0 auf 2,6 Volt erhöht wird. Der eigentliche Quellvorgang dauert ca. 18 Stunden.For swelling, a 10 Hz alternating voltage is applied to the carrier substrates 14, 14 'or to the electrodes by means of an alternating voltage source 18, which voltage is slowly increased from 0 to 2.6 volts. The actual source process takes about 18 hours.
Wie in Fig. 1 dargestellt, kann unter dem Mikroskop beobachtet werden, dass sich zunächst auf den Platten blasenartige Membranformen bilden, die sich langsam mit Flüssigkeit 6 füllen und sich schließlich ablösen, um jeweils eine Hülle 4 eines Vesikels 2 bilden. Einige der gebildeten Vesikel 2 enthalten einzelne Magnetbeads 8, beispielsweise bis zu dreißig Magnetbeads 8. Zum größten Teil sind die Vesikel unilamellar, d.h. sie weisen zwei einlagige Lipidschichten (d.h. eine Lipiddoppelschicht) auf. Die Größe der Vesikel 2 liegt zwischen 10 und 60 μm, wobei einige Vesikel 2 auch bis zu 130 μm groß werden können. Nach dem Quellen können die Vesikel 2 abpipettiert und im Kühlschrank gelagert werden. Bei der Herstellung von DMPC-Vesikeln 2 muss beachtet werden, dass die Phasenübergangstemperatur dieses Lipids bei 23° C liegt. Im Vergleich dazu liegt die Phasenübergangstemperatur von DOPC bei 20° C. Da Lipide während des Quellens in der fluiden Phase (Lα-Phase) sein müssen, um ausreichend verformbar zu sein, wird die 5 Quellkammer 12 bei der Erzeugung von DMPC-Vesikeln 2 im Wärmebad inkubiert. Des weiteren verringert sich beim Übergang von der fluiden Phase in die sogenannte Gelphase die Fläche einer Lipiddoppelschicht um ca. 30 %. Um ein Platzen der Vesikel 2 durch die Membrankontraktion beim Abkühlen zu vermeiden, muss das Volumen der Vesikel 2 vorher osmotisch verringert werden. Dazu wird zusätzlich Sucrose zu der0 DMPC- Vesikel-Lösung gegeben, um die Gesamtkonzentration auf 300 mM zu erhöhen. Damit erhöht sich das verfügbare Volumen in den Vesikeln 2 und ein Platzen der Vesikel 2 wird verhindert.As shown in Fig. 1, it can be observed under the microscope that initially form on the plates bubble-like membrane forms that slowly fill with liquid 6 and finally peel off, each forming a shell 4 of a vesicle 2. Some of the formed vesicles 2 contain single magnetic beads 8, for example up to thirty magnetic beads 8. For the most part the vesicles are unilamellar, ie they have two single-layered lipid layers (ie a lipid bilayer). The size of the vesicle 2 is between 10 and 60 microns, with some vesicles 2 can be up to 130 microns in size. After swelling, the vesicles 2 can be pipetted off and stored in the refrigerator. In the preparation of DMPC vesicles 2, it must be noted that the phase transition temperature of this lipid is 23 ° C. In comparison, the phase transition temperature of DOPC is 20 ° C. Since lipids must be in the fluid phase (L α phase) during swelling to be sufficiently deformable, the source chamber 12 becomes 2 when producing DMPC vesicles incubated in a heat bath. Furthermore, during the transition from the fluid phase into the so-called gel phase, the area of a lipid bilayer is reduced by about 30%. In order to avoid a rupture of the vesicles 2 by the membrane contraction on cooling, the volume of the vesicles 2 must be previously reduced osmotically. In addition, sucrose is added to the DMPC-Vesicle solution to increase the total concentration to 300 mM. This increases the available volume in vesicles 2 and prevents vesicle 2 from bursting.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines beispielsweise mit dem oben beschriebenen5 Verfahren hergestellten Vesikels 2 mit einer Hülle 4, die die Flüssigkeit 6 undFig. 2 shows an embodiment of a vesicle 2 made, for example, by the method described above, with a sheath 4 containing the liquid 6 and
Magnetbeads 8 einschließt. Die Hülle 4 kann eine Vielzahl von Schichten aufweisen.Magnetbeads 8 includes. The shell 4 may comprise a plurality of layers.
Vorzugsweise ist sie unilamellar, d. h. besteht aus einer Lipiddoppelschicht. DiePreferably, it is unilamellar, d. H. consists of a lipid bilayer. The
Flüssigkeit 6 kann eine Mischung aus mehreren Flüssigkeiten sein oder zusätzlich weitere funktionalisierte Partikel (nicht dargestellt) enthalten, wie z.B. Wirkstoffe, o Reagenzien oder Marker. Das Vesikel 2 bildet ein von der äußeren Umgebung abgeschirmtes Kompartiment oder einen Behälter für die Flüssigkeit 6 und/oder die funktionalisierten Partikel.Liquid 6 may be a mixture of several liquids, or may additionally contain other functionalized particles (not shown), e.g. Active ingredients, o reagents or markers. The vesicle 2 forms a compartment shielded from the external environment or a container for the liquid 6 and / or the functionalized particles.
Fig. 3 zeigt eine weiteres Ausführungsbeispiel eines Vesikels 2' in dessen Hülle 4' ein 5 weiteres Vesikel 2", die Beads 8 und eine Flüssigkeit 6' eingeschlossen ist. Dieses weitere Vesikel 2" enthält eine weitere Flüssigkeit 6". Die weitere Flüssigkeit 6" kann eine Substanz enthalten oder sein, die zur Reaktion mit der Flüssigkeit 6' geeignet ist. Insbesondere sind die Flüssigkeiten 6', 6" wässrige Lösungen, insbesondere biokompatible Lösungen. Vorzugsweise enthalten die Flüssigkeiten 6', 6" Wirkstoffe o zur medizinischen oder therapeutischen Behandlung. Beispielsweise enthalten die3 shows a further exemplary embodiment of a vesicle 2 'in its shell 4', a further vesicle 2 ", which is enclosed by beads 8 and a liquid 6 '.This further vesicle 2" contains a further liquid 6 " "may contain or be a substance suitable for reaction with the liquid 6 '. In particular, the liquids 6 ', 6 "are aqueous solutions, in particular biocompatible solutions, Preferably the liquids 6', 6" contain active substances 0 for medical or therapeutic treatment. For example, contain the
Flüssigkeiten 6', 6" Impfstoffe oder Krebsmarker. In Ausgestaltung können in dem weiteren Vesikel 2" weitere Magnetbeads 8' eingeschlossen sein. Das oder die weiteren Magnetbeads 8' können auch anstelle der Magnetbeads 8 vorgesehen sein.Fluids 6 ', 6 "vaccines or cancer markers Further vesicles 2 may be included in "further magnetic beads 8." The one or more further magnetic beads 8 'may also be provided instead of the magnetic beads 8.
Fig. 4 zeigt das Vesikel von Fig. 1 in einer Trägerflüssigkeit 10 unter Einfluß eines magnetischen Feldes M. Durch das Anlegen eines Magnetfeldes M richten sich dieFig. 4 shows the vesicle of Fig. 1 in a carrier liquid 10 under the influence of a magnetic field M. By the application of a magnetic field M, the judge
Magnetbeads 8 nach dem Magnetfeld M aus und bilden insbesondere Aggregate, wobei die Beads insbesondere stäbchenförmig angeordnet sind. Bei Anlegen eines räumlich und/oder zeitlich veränderlichen Magnetfeldes können diese Aggregate bewegt werden. Insbesondere können diese Aggregate als eine Art "Mikro-Rührstäbchen" verwendet werden, wenn sie durch Drehung des äußeren Magnetfeldes M zur Rotation gebracht werden. Somit kann die Flüssigkeit 6 im Inneren der Hülle 4 mittels der Aggregate bzw. der Magnetbeads 8 durchmischt werden.Magnetbeads 8 after the magnetic field M and in particular form aggregates, wherein the beads are arranged in particular rod-shaped. When applying a spatially and / or temporally variable magnetic field, these units can be moved. In particular, these aggregates may be used as a kind of "micro stir bar" when rotated by rotation of the external magnetic field M. Thus, the liquid 6 can be mixed in the interior of the shell 4 by means of the aggregates or the Magnetbeads 8.
Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn wie in Fig. 2 dargestellt in der Hülle 6' des Vesikels 2' ein weiteres Vesikel 2" vorliegt. Wie in Fig. 5 dargestellt kann durch die Bewegung der Magnetbeads 8 mittels des äußeren Magnetfelds M die Hülle 4" des weiteren Vesikels 2" zumindest teilweise zerstört werden oder geöffnet werden, so dass die im Inneren des zweiten Vesikels 2" enthaltene Flüssigkeit 6" freigesetzt wird. Nachfolgend kann durch Bewegung (z.B. Rotation) der Magnetbead- Aggregate ein Durchmischen der weiteren Flüssigkeit 6" mit der Flüssigkeit 6' des Vesikels 2' verbessert bzw. beschleunigt werden. So kann zu einem bestimmten Zeitpunkt ein Wirkstoff aus dem weiteren Vesikel 2" freigesetzt werden und gezielt im Vesikel 2' aktiviert werden, ohne das die so aktivierte Flüssigkeit oder der Wirkstoff in die umgebende Trägerflüssigkeit 10 freigesetzt wird.This is particularly advantageous when there is another vesicle 2 "in the sheath 6 'of the vesicle 2' as shown in Fig. 2. As shown in Fig. 5, by the movement of the magnetic beads 8 by means of the external magnetic field M, the sheath 4 "further vesicle 2" are at least partially destroyed or opened, so that the liquid 6 "contained in the interior of the second vesicle 2" is released .. Subsequently, by agitation (eg rotation) of the magnetic bead aggregates a mixing of the further liquid 6 " be improved or accelerated with the liquid 6 'of the vesicle 2'. Thus, at any given time, an active substance can be released from the further vesicle 2 "and activated in the targeted vesicle 2 ', without the thus activated liquid or the active ingredient being released into the surrounding carrier liquid 10.
Fig. 6 zeigt wie durch das Anlegen eines Magnetfeldes beispielsweise das Vesikel 2 von Fig. 1 in einer Trägerflüssigkeit 10 bewegt werden kann. Indem die Aggregate oder auch einzelne Magnetbeads 8 im Magnetfeld M eine Kraft erfahren - in diese Darstellung ist die Kraftwirkung nach rechts gerichtet - bewegen sie sich im Inneren des Vesikel 2 bzw. relativ zur Trägerflüssigkeit 10 fort. Insbesondere wird ein MagnetbeadFIG. 6 shows how by applying a magnetic field, for example, the vesicle 2 of FIG. 1 can be moved in a carrier liquid 10. As a result of the fact that the aggregates or even individual magnetic beads 8 experience a force in the magnetic field M-in this representation the force action is directed to the right-they move inside the vesicle 2 or relative to the carrier liquid 10. In particular, a magnetic bead
8 oder die Magnetbeads 8 in einen Fokus des Magnetfeldes M gezogen bzw. folgen dem Fokus des Magnetfeldes M. Somit kann durch die auf die Beads 8 ausgeübte Kraft das Vesikel 2 gezielt transportiert und positioniert werden.8 or the Magnetbeads 8 pulled into a focus of the magnetic field M or follow the Focus of the magnetic field M. Thus, the vesicle 2 can be selectively transported and positioned by the force exerted on the beads 8 force.
Fig. 7 zeigt das Freisetzen der Flüssigkeit 6 des Vesikels 2 von Fig. 1. Beispielsweise werden mittels eines magnetischen Impulses die Magnetbeads 8 ruckartig beschleunigt und treten dabei durch die Hülle 4 des Vesikels 2. Eine weitere Möglichkeit zum Öffnen der Hülle 4 ergibt sich aus einer Bewegung der Beads 8 mit einer Geschwindigkeit dem das Vesikel 2, z.B. aufgrund der viskosen Gegenkräfte der Trägerflüssigkeit 10 nicht folgen kann. Dabei wird ein Teil der Hülle 4 durch die Beads verformt bzw. in die Länge gezogen bis die Hülle 4 aufgrund der Verformung reißt. Durch das Öffnen bzw. das zumindest teilweise Zerstören der Hülle 4 werden die Flüssigkeit 6, ebenso wie die Beads 8 in die Trägerflüssigkeit 10 freigesetzt. Auf die gleiche Weise wird ein wie oben beschriebener aktivierter Wirkstoff freigesetzt.FIG. 7 shows the release of the liquid 6 of the vesicle 2 from FIG. 1. For example, the magnetic beads 8 are accelerated in a jerky manner by means of a magnetic pulse and pass through the sheath 4 of the vesicle 2. Another possibility for opening the sheath 4 results a movement of the beads 8 at a speed which the vesicle 2, for example due to the viscous counter forces of the carrier liquid 10 can not follow. In this case, a part of the shell 4 is deformed by the beads or pulled in the length until the shell 4 breaks due to the deformation. By opening or at least partially destroying the shell 4, the liquid 6, as well as the beads 8 are released into the carrier liquid 10. In the same way, an activated active substance as described above is released.
Nach dem Freisetzen kann wie oben beschrieben mittels Bewegung der - nun in derAfter the release, as described above, by means of movement of the - now in the
Trägerflüssigkeit 10 vorliegenden - Magnetbeads 8 ein Mischen bzw. Durchmischen der Flüssigkeit 6 mit der Trägerflüssigkeit 10 beschleunigt werden.Carrier liquid 10 present - Magnetbeads 8 mixing or mixing of the liquid 6 with the carrier liquid 10 are accelerated.
Fig. 8 zeigt das geöffnete Vesikel 2 von Fig. 7 ohne angelegtes Magnetfeld M. Die Aggregate trennen sich und es liegen wieder einzelne Magnetbeads 8 vor. DieFig. 8 shows the opened vesicle 2 of Fig. 7 without applied magnetic field M. The aggregates separate and there are again single magnetic beads 8 before. The
Magnetbeads können aus der Trägerflüssigkeit 10 wiederum mittels eines Magnetfelds M getrennt werden bzw. von ihr separiert werden. Bei Verwendung der Vesikel im Körper (beispielsweise von Vesikeln 2, 2' im Blut als Trägerflüssigkeit 10) werden biokompatible Magnetbeads 8 verwendet, so dass die Beads 8 keinen schädlichen Einfluß auf den Körper haben und beispielsweise problemlos vom Körper ausgeschieden werden können. Insbesondere weisen die Magnetbeads 8 eine biokompatible Beschichtung auf, wie eine Latexhülle.Magnetic beads can be separated from the carrier liquid 10 again by means of a magnetic field M or be separated from it. When using the vesicles in the body (for example of vesicles 2, 2 'in the blood as the carrier liquid 10) biocompatible Magnetbeads 8 are used, so that the beads 8 have no harmful effect on the body and, for example, can be easily eliminated from the body. In particular, the magnetic beads 8 have a biocompatible coating, such as a latex sheath.
Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 20 zur Manipulation von Vesikeln 2, 2'. Mittels an einem Rotor 24 befestigten Permanentmagneten 22, 22' wird unterhalb eines auf einem Träger 21 angeordneten Trägerflüssigkeit 10 ein rotierendes Magnetfeld erzeugt. Dadurch werden in der Trägerflüssigkeit 10 enthaltenen Vesikel 2, 2' mit Magnetbeads 8 auf die oben beschriebene Weise manipuliert. Insbesondere wird eine in den Vesikeln 2, 2' enthaltene Flüssigkeit 6, 6' und/oder ein Wirkstoff freigesetzt und mit der Trägerflüssigkeit 10 durchmischt.9 shows a schematic representation of a device 20 for the manipulation of vesicles 2, 2 '. By means of permanent magnets 22, 22 'attached to a rotor 24, a rotating magnetic field is generated below a carrier liquid 10 arranged on a carrier 21. As a result, vesicles 2 contained in the carrier liquid 10, 2 'manipulated with Magnetbeads 8 in the manner described above. In particular, a liquid 6, 6 'contained in the vesicles 2, 2' and / or an active ingredient is released and mixed with the carrier liquid 10.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
2, 2' Vesikel2, 2 'vesicles
4, 4', 4" Hülle4, 4 ', 4 "shell
6, 6', 6" Flüssigkeit6, 6 ', 6 "liquid
8 Magnetbeads8 magnetic beads
10 Trägerflüssigkeit10 carrier liquid
12 Quellkammer12 source chamber
14, 14' Trägersubstrat14, 14 'carrier substrate
16 Abstandhalter16 spacers
18 Wechselspannungsquelle18 alternating voltage source
20 Vorrichtung20 device
21 Träger21 carriers
22, 22' Permanentmagnet 24 Rotor 22, 22 'permanent magnet 24 rotor

Claims

Patentansprüche: claims:
1. Verfahren zur Manipulation zumindest eines von einer Trägerflüssigkeit (10) umgebenden Bläschens (2, T), insbesondere eines Bläschen nach einem der Ansprüche 19 bis 38 oder eines nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 46 hergestellten Bläschens, wobei das Bläschen (2, 2') eine Hülle (4, 4') mit zumindest einer darin eingeschlossenen Flüssigkeit (6, 6') und zumindest einem darin eingeschlossenen magnetischen Partikel (8) aufweist und das Verfahren aufweist:Method for manipulating at least one vesicle (2, T) surrounding a carrier liquid (10), in particular a vesicle according to one of Claims 19 to 38 or a vesicle produced by the method according to one of Claims 39 to 46, the vesicle ( 2, 2 ') has a shell (4, 4') with at least one liquid (6, 6 ') enclosed therein and at least one magnetic particle (8) enclosed therein, and has the method:
Anlegen eines äußeren Magnetfelds (M), so dass auf das zumindest eine magnetische Partikel (8) eine Kraft ausgeübt wird.Applying an external magnetic field (M), so that a force is exerted on the at least one magnetic particle (8).
2. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Trägerflüssigkeit (10) eine wässrige Lösung ist oder enthält, insbesondere eine Körperflüssigkeit ist, insbesondere Blut ist.2. The method of claim 2, wherein the carrier liquid (10) is an aqueous solution or contains, in particular is a body fluid, in particular blood.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei sich zumindest ein Teil der Vielzahl von magnetischen Partikeln (8) bei Anlegen eines Magnetfeldes (M) aneinander anlagern, insbesondere ein Stäbchen, eine Nadel, ein Aggregat und/oder einen Cluster bilden.3. The method of claim 1 or 2, wherein at least a part of the plurality of magnetic particles (8) upon application of a magnetic field (M) attach to each other, in particular form a rod, a needle, an aggregate and / or a cluster.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei sich das Magnetfeld (M) zeitlich und/oder räumlich ändert.4. The method of claim 1, 2 or 3, wherein the magnetic field (M) changes temporally and / or spatially.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Magnetfeld (M) einen räumlichen Gradienten und/oder eine Magnetfelddichteänderung aufweist, wobei insbesondere der Gradient räumlich und/oder zeitlich geändert wird.5. The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the magnetic field (M) has a spatial gradient and / or a magnetic field density change, in particular, the gradient is spatially and / or temporally changed.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Magnetfeld (M) ein rotierendes Magnetfeld ist, insbesondere durch einen rotierenden Magnetfelderzeuger erzeugt wird, insbesondere durch zumindest einen Permanentmagneten (22) oder zumindest eine Spule. 6. The method according to any one of claims 1 to 5, wherein the magnetic field (M) is a rotating magnetic field, in particular by a rotating magnetic field generator is generated, in particular by at least one permanent magnet (22) or at least one coil.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei durch das Magnetfeld (M) das zumindest eine Partikel (8) innerhalb der Hülle (4, 4') und/oder relativ zur Trägerflüssigkeit (10) bewegt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, wherein the at least one particle (8) within the shell (4, 4 ') and / or relative to the carrier liquid (10) is moved by the magnetic field (M).
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Bewegung eine Linearbewegung, eine Rotations- oder Kreisbahnbewegung oder eine Kombination von Linear- und Kreisbahnbewegung ist.8. The method of claim 7, wherein the movement is a linear movement, a rotational or circular path movement or a combination of linear and circular path movement.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei durch die Bewegung des zumindest einen magnetischen Partikels (8) die Flüssigkeit (6, 6') in der Hülle (4, 4') und/oder die Trägerflüssigkeit (10) gerührt und/oder gemischt wird, insbesondere nach einer Aggregation einer Vielzahl magnetischer Partikel (8).9. The method of claim 7 or 8, wherein by the movement of the at least one magnetic particle (8), the liquid (6, 6 ') in the shell (4, 4') and / or the carrier liquid (10) stirred and / or is mixed, in particular after an aggregation of a plurality of magnetic particles (8).
10. Verfahren nach Anspruch 7, 8 oder 9, wobei durch die Bewegung des zumindest einen magnetischen Partikels (8) die Hülle (4, 4') des Bläschens (2, 2') und/oder eine Hülle (4") eines innerhalb des Bläschens (2') enthaltenen weiteren Bläschens (2") zumindest teilweise zerstört wird.10. The method of claim 7, 8 or 9, wherein by the movement of the at least one magnetic particle (8), the sheath (4, 4 ') of the bladder (2, 2') and / or a sheath (4 ") of an inside the bubble (2 ') contained further bubble (2 ") is at least partially destroyed.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Hülle (4, 4', 4") mittels zumindest eines magnetischen Impulses, eines elektrischem Feldes, Ultraschall und/oder mittels Mikrowellenstrahlen geöffnet und/oder zumindest teilweise zerstört wird.11. The method according to any one of claims 1 to 10, wherein the sheath (4, 4 ', 4 ") by means of at least one magnetic pulse, an electric field, ultrasound and / or opened by means of microwave rays and / or at least partially destroyed.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei durch Anlegen eines oder durch Anliegenlassen des Magnetfelds (M) eine aus der geöffneten und/oder zumindest teilweise zerstörten Hülle (4, 4') freigesetzte Flüssigkeit (6, 6') mit der Trägerflüssigkeit (10) und/oder Untereinheiten der Trägerflüssigkeit mittels des zumindest einen aus der geöffneten und/oder zumindest teilweise zerstörten Hülle (4, 4') freigesetzten magnetischen Partikels (8) vermischt wird. 12. The method according to any one of claims 1 to 11, wherein by applying or by applying the magnetic field (M) from the open and / or at least partially destroyed shell (4, 4 ') released liquid (6, 6') with the Carrier liquid (10) and / or subunits of the carrier liquid by means of at least one of the opened and / or at least partially destroyed shell (4, 4 ') released magnetic particle (8) is mixed.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei zumindest zwei Bläschen voneinander verschiedene Flüssigkeiten und/oder Wirkstoffe enthalten und durch Anlegen eines oder durch Anliegenlassen des Magnetfelds (M) die aus den geöffneten und/oder zumindest teilweise zerstörten Hüllen freigesetzten, verschiedenen Flüssigkeiten mittels zumindest einem freigesetzten magnetischen Partikel (8) miteinander vermischt werden.13. The method according to any one of claims 1 to 12, wherein at least two bubbles contain mutually different liquids and / or active ingredients and by applying or by leaving the magnetic field (M) released from the open and / or at least partially destroyed shells, different liquids be mixed together by means of at least one released magnetic particles (8).
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei nach dem Freisetzen und/oder nach dem Vermischen durch Anlegen eines Magnetfelds (M) das zumindest eine magnetische Partikel (8) und/oder die Vielzahl von magnetischen Partikeln (8) aus der14. The method according to claim 12 or 13, wherein after the release and / or after mixing by applying a magnetic field (M), the at least one magnetic particle (8) and / or the plurality of magnetic particles (8) from the
Trägerflüssigkeit (10) entfernt und/oder in der Trägerflüssigkeit (10) lokal konzentriert werden.Carrier liquid (10) removed and / or locally concentrated in the carrier liquid (10).
15. Anordnung zur Manipulation von Bläschen (2, T), insbesondere von Bläschen nach einem der Ansprüche 1 bis 14 oder 19 bis 34, mit einer Trägerflüssigkeit (10), einem in der Trägerflüssigkeit (10) enthaltenen Bläschen (2, T), wobei das Bläschen eine Hülle (4, 4') und zumindest ein in der Hülle enthaltenes, magnetisches Partikel (8) aufweist, und zumindest einem Magnetfelderzeuger zum Anlegen eines Magnetfelds (M) an das Bläschen, insbesondere zum Anlegen eines räumlich und/oder zeitlich veränderbaren Magnetfelds (M).15. Arrangement for manipulating bubbles (2, T), in particular bubbles according to one of Claims 1 to 14 or 19 to 34, with a carrier liquid (10), a bubble (2, T) contained in the carrier liquid (10), wherein the bubble comprises a shell (4, 4 ') and at least one magnetic particle (8) contained in the shell, and at least one magnetic field generator for applying a magnetic field (M) to the bubble, in particular for applying a spatially and / or temporally variable magnetic field (M).
16. Anordnung nach Anspruch 15, wobei der zumindest eine Magnetfelderzeuger zumindest einen Permanentmagneten (22) und/oder zumindest eine Spule aufweist.16. Arrangement according to claim 15, wherein the at least one magnetic field generator has at least one permanent magnet (22) and / or at least one coil.
17. Anordnung nach Anspruch 15 oder 16, wobei der zumindest eine Magnetfelderzeuger geeignet ist, ein fokussiertes Magnetfeld zu erzeugen.17. Arrangement according to claim 15 or 16, wherein the at least one magnetic field generator is suitable for generating a focused magnetic field.
18. Anordnung nach Anspruch 15, 16 oder 17, wobei der zumindest eine18. Arrangement according to claim 15, 16 or 17, wherein the at least one
Magnetfelderzeuger eine Einrichtung zum räumlichen Positionieren eines erzeugten Magnetfelds (M), insbesondere des fokussierten Magnetfelds und/oder des räumlich und/oder zeitlich veränderbaren Magnetfelds, aufweist.Magnetic field generator means for spatially positioning a generated Magnetic field (M), in particular of the focused magnetic field and / or the spatially and / or temporally variable magnetic field.
19. Bläschen (2, T), insbesondere Vesikel oder Flüssigkeitszelle, mit einer Hülle (4, 4'), zumindest einer in der Hülle (4, 4') eingeschlossenen Flüssigkeit (6, 6'), und zumindest einem in der Hülle (4, 4') eingeschlossenen magnetischen Partikel (8), vorzugsweise einer Vielzahl von eingeschlossenen magnetischen Partikeln (8).19. vesicles (2, T), in particular vesicles or liquid cells, with a shell (4, 4 '), at least one in the shell (4, 4') enclosed liquid (6, 6 '), and at least one in the shell (4, 4 ') enclosed magnetic particles (8), preferably a plurality of enclosed magnetic particles (8).
20. Bläschen nach Anspruch 19, wobei die Hülle (4, 4') aus Polymeren ausgebildet ist oder Polymere aufweist.20. Blister according to claim 19, wherein the sheath (4, 4 ') is formed from polymers or polymers.
21. Bläschen nach Anspruch 19 oder 20, wobei die Hülle (4, 4') aus oder im Wesentlichen aus amphiphilen Molekülen aufgebaut ist, insbesondere aus Lipiden oder amphiphilen Polymeren.21. A vesicle according to claim 19 or 20, wherein the shell (4, 4 ') is composed of or substantially of amphiphilic molecules, in particular of lipids or amphiphilic polymers.
22. Bläschen nach Anspruch 19, 20 oder 21, wobei die Hülle (4, 4') eine oder mehrere Schichten aufweist.22. A vesicle according to claim 19, 20 or 21, wherein the envelope (4, 4 ') comprises one or more layers.
23. Bläschen nach einem der Ansprüche 19 bis 22, wobei die Hülle (4, 4') ein23. A vesicle according to any one of claims 19 to 22, wherein the sheath (4, 4 ') a
Volumen in einer Größenordnung von bis zu 10 Mikroliter einschließt, vorzugsweise bis zu 1 Mikroliter, bis zu 100 Pikoliter, 10 Pikoliter oder 1 Pikoliter.Volume on the order of up to 10 microliters, preferably up to 1 microliter, up to 100 picoliters, 10 picoliters or 1 picoliter.
24. Bläschen nach einem der Ansprüche 19 bis 23, wobei die Hülle (4, 4') zumindest einen funktionalisierten Baustein aufweist, insbesondere einen Kanal-bildenden24. A vesicle according to any one of claims 19 to 23, wherein the sheath (4, 4 ') has at least one functionalized building block, in particular a channel-forming
Hüllenbaustein aufweist.Has shell module.
25. Bläschen nach einem der Ansprüche 19 bis 24, wobei die Hülle (4, 4') eine Membran ist, insbesondere eine flüssigkeitsdurchlässige Membran ist. 25. A vesicle according to any one of claims 19 to 24, wherein the sheath (4, 4 ') is a membrane, in particular a liquid-permeable membrane.
26. Bläschen nach einem der Ansprüche 19 bis 25, wobei die eingeschlossene Flüssigkeit (6, 6') eine wässrige Lösung, eine Suspension und/oder eine Emulsion ist oder enthält, insbesondere eine Zuckerlösung und/oder ionische Lösung.26. A vesicle according to any one of claims 19 to 25, wherein the trapped liquid (6, 6 ') is or contains an aqueous solution, a suspension and / or an emulsion, in particular a sugar solution and / or ionic solution.
27. Bläschen nach einem der Ansprüche 19 bis 26, wobei innerhalb der Hülle (4') zumindest ein weiteres Bläschen (2"), insbesondere zumindest ein weiteres Vesikel, eingeschlossen ist.27. A vesicle according to any one of claims 19 to 26, wherein within the shell (4 ') at least one further vesicle (2 "), in particular at least one further vesicle, is enclosed.
28. Bläschen nach Anspruch 27, wobei zumindest in einem der weiteren Bläschen (2") eine weitere Flüssigkeit (6") und/oder mindestens ein magnetisches Partikel (8) oder weitere magnetische Partikel (81) eingeschlossen ist, insbesondere eine von der das weitere Bläschen (2") umgebenden Flüssigkeit (6') unterschiedliche Flüssigkeit, ein Wirkstoff und/oder eine Wirkstoff komponente.28. A vesicle according to claim 27, wherein at least in one of the further vesicles (2 ") a further liquid (6") and / or at least one magnetic particle (8) or further magnetic particles (8 1 ) is enclosed, in particular one of the the further bubbles (2 ") surrounding liquid (6 ') different liquid, an active ingredient and / or an active ingredient component.
29. Bläschen nach Anspruch 28, wobei die weitere Flüssigkeit (6") eine wässrige Flüssigkeit ist.29. A vesicle according to claim 28, wherein the further liquid (6 ") is an aqueous liquid.
30. Bläschen nach einem der Ansprüche 19 bis 29, wobei das zumindest eine magnetische Partikel (8) paramagnetisch ist, insbesondere superparamagnetisch.30. A vesicle according to any one of claims 19 to 29, wherein the at least one magnetic particle (8) is paramagnetic, in particular superparamagnetic.
31. Bläschen nach einem der Ansprüche 19 bis 30, wobei sich zumindest ein Teil der Vielzahl von magnetischen Partikeln (8) bei Anlegen oder Anwesenheit eines äußeren Feldes (M) aneinander anlagern, insbesondere ein Stäbchen, eine Nadel, ein Aggregat und/oder einen Cluster bilden.31. A vesicle according to any one of claims 19 to 30, wherein at least a portion of the plurality of magnetic particles (8) upon application or presence of an external field (M) attach to each other, in particular a rod, a needle, an aggregate and / or a Form clusters.
32. Bläschen nach einem der Ansprüche 19 bis 31 , wobei das zumindest eine magnetische Partikel (8) einen Durchmesser zwischen 5 nm und 2 μm aufweist, bevorzugt einen Durchmesser zwischen 10 nm und 1 μm, und/oder einen maximalen Durchmesser von 10 Mikrometer, vorzugsweise von maximal 2 μm, 500 nm, 100 nm oder 50 nm aufweist. 32. A vesicle according to any one of claims 19 to 31, wherein the at least one magnetic particle (8) has a diameter of between 5 nm and 2 μm, preferably a diameter between 10 nm and 1 μm, and / or a maximum diameter of 10 micrometers, preferably has a maximum of 2 microns, 500 nm, 100 nm or 50 nm.
33. Bläschen nach einem der Ansprüche 19 bis 32, wobei das zumindest eine magnetische Partikel (8) biokompatibel ist.33. A vesicle according to any one of claims 19 to 32, wherein the at least one magnetic particle (8) is biocompatible.
34. Bläschen nach einem der Ansprüche 19 bis 33, wobei innerhalb der Hülle (4, 4') weitere Partikel eingeschlossen sind, insbesondere funktionalisierte Partikel und/oder34. A vesicle according to any one of claims 19 to 33, wherein within the shell (4, 4 ') further particles are included, in particular functionalized particles and / or
Wirkstoffsubstanzen, insbesondere medizinische oder therapeutische Substanzen.Active substance substances, in particular medical or therapeutic substances.
35. Kombination aus zumindest einer Trägerflüssigkeit (10) und zumindest einem in der zumindest einen Trägerflüssigkeit (10) enthaltenen Bläschen (2, T) nach einem der Ansprüche 19 bis 34.35. Combination of at least one carrier liquid (10) and at least one vesicle (2, T) contained in the at least one carrier liquid (10) according to one of claims 19 to 34.
36. Kombination nach Anspruch 35, wobei in dem oder den Bläschen (2, 2') zumindest ein Wirkstoff enthalten ist, der mit der Trägerflüssigkeit und/oder mit in der Trägerflüssigkeit enthaltenen Untereinheiten in Wechselwirkung tritt, insbesondere reagiert.36. The combination as claimed in claim 35, wherein at least one active substance which interacts with the carrier liquid and / or with subunits contained in the carrier liquid, in particular reacts, is contained in the bubble or bubbles (2, 2 ').
37. Kombination nach Anspruch 35 oder 36, wobei zumindest zwei in der Trägerflüssigkeit enthaltene Bläschen jeweils voneinander verschiedene Komponenten enthalten, insbesondere miteinander in Wechselwirkung tretende und/oder reagierende Komponenten.37. Combination according to claim 35 or 36, wherein at least two bubbles contained in the carrier liquid each contain different components, in particular interacting with each other and / or reacting components.
38. Kombination nach Anspruch 35, 36 oder 37, wobei die Trägerflüssigkeit (10) eine wässrige Lösung ist oder enthält, insbesondere eine Zuckerlösung, ionische Lösung, Blut und/oder Blutplasma.38. A combination according to claim 35, 36 or 37, wherein the carrier liquid (10) is or contains an aqueous solution, in particular a sugar solution, ionic solution, blood and / or blood plasma.
39. Verfahren zur Herstellung zumindest eines Bläschens (2, T), insbesondere eines Bläschens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten:39. A method for producing at least one bubble (2, T), in particular a bubble according to any one of the preceding claims, comprising the steps:
Bereitstellen von magnetischen Partikeln (8) und von zumindest einem Ausgangsmaterial für eine Hülle, Hinzufügen zumindest einer Flüssigkeit (6, 6'), und Ausbilden und/oder Ausbilden lassen zumindest eines Bläschens (2, T), wobei die sich ausbildende Hülle (4, 4') zumindest einen Teil der zumindest einen Flüssigkeit (6, 6') und zumindest eines der magnetischen Partikel (8) einschließt.Providing magnetic particles (8) and at least one starting material for a shell, adding at least one liquid (6, 6 '), and Forming and / or forming at least one bubble (2, T), wherein the forming sheath (4, 4 ') includes at least a portion of the at least one liquid (6, 6') and at least one of the magnetic particles (8).
40. Verfahren nach Anspruch 39, wobei das zumindest eine Ausgangsmaterial zumindest einen Polymerbildner und/oder amphiphile Moleküle aufweist.40. The method of claim 39, wherein the at least one starting material comprises at least one polymer former and / or amphiphilic molecules.
41. Verfahren nach Anspruch 39 oder 40, wobei nach dem Hinzufügen eine elektrische Spannung, insbesondere eine Wechselspannung angelegt wird.41. The method of claim 39 or 40, wherein after the addition of an electrical voltage, in particular an AC voltage is applied.
42. Verfahren nach Anspruch 41 , wobei nach dem Anlegen der Spannung diese schrittweise oder kontinuierlich erhöht wird.42. The method of claim 41, wherein after the application of the voltage, this is increased stepwise or continuously.
43. Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 42, wobei die magnetischen Partikel (8) und das zumindest eine Ausgangsmaterial bereitgestellt wird durch:43. The method according to any one of claims 39 to 42, wherein the magnetic particles (8) and the at least one starting material is provided by:
Vorsehen der magnetischen Partikel (8) auf einem Trägersubstrat (14, 14'), Vorsehen eines das zumindest eine Ausgangsmaterial enthaltenden Lösungsmittels auf dem Trägersubstrat (14, 14'), undProviding the magnetic particles (8) on a carrier substrate (14, 14 '), providing a solvent containing the at least one starting material on the carrier substrate (14, 14'), and
Abziehen und/oder Verdunsten des Lösungsmittels.Stripping and / or evaporation of the solvent.
44. Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 43, wobei nach dem Hinzufügen, während dem Ausbilden und/oder während des Ausbilden lassens eine Temperatur der Flüssigkeit (6, 6') im einem Bereich gehalten wird, in dem der zumindest eine Polymerbildner und/oder die amphiphilen Moleküle in einer fluiden Phase vorliegen.44. The method according to any one of claims 39 to 43, wherein after adding, while forming and / or during the forming let a temperature of the liquid (6, 6 ') is maintained in a range in which the at least one polymer former and / or the amphiphilic molecules are in a fluid phase.
45. Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 44, wobei die hinzugefügte Flüssigkeit (6, 6') eine wässrige Lösung ist oder enthält.45. The method according to any one of claims 39 to 44, wherein the added liquid (6, 6 ') is or contains an aqueous solution.
46. Verfahren nach einem der Ansprüche 39 bis 45, wobei die hinzugefügte Flüssigkeit (6, 6') weitere Partikel aufweist und/oder weitere Partikel auf dem46. The method according to any one of claims 39 to 45, wherein the added liquid (6, 6 ') further particles and / or further particles on the
Trägersubstrat bereitgestellt werden, insbesondere funktionalisierte Partikel und/oder Wirkstoffsubstanzen, insbesondere medizinische oder therapeutische Substanzen. 1/3Carrier substrate are provided, in particular functionalized particles and / or drug substances, in particular medical or therapeutic substances. 3.1
Fig. 1
Figure imgf000029_0001
Figure imgf000029_0002
Figure imgf000029_0003
2/3
Figure imgf000030_0001
Figure imgf000030_0002
3/3
Fig. 1
Figure imgf000029_0001
Figure imgf000029_0002
Figure imgf000029_0003
2.3
Figure imgf000030_0001
Figure imgf000030_0002
3.3
Figure imgf000031_0001
Figure imgf000031_0001
22
Figure imgf000031_0002
Figure imgf000031_0002
PCT/EP2009/000354 2008-01-23 2009-01-21 Bubbles and method for producing and manipulating bubbles WO2009092571A2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102008005673A DE102008005673A1 (en) 2008-01-23 2008-01-23 Bubbles, as well as methods for the preparation and manipulation of bubbles
DE102008005673.1 2008-01-23

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2009092571A2 true WO2009092571A2 (en) 2009-07-30
WO2009092571A3 WO2009092571A3 (en) 2011-06-16

Family

ID=40809915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2009/000354 WO2009092571A2 (en) 2008-01-23 2009-01-21 Bubbles and method for producing and manipulating bubbles

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102008005673A1 (en)
WO (1) WO2009092571A2 (en)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006132403A1 (en) * 2005-06-06 2006-12-14 Fujifilm Corporation Mri contrast medium containing liposomes

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4331654A (en) * 1980-06-13 1982-05-25 Eli Lilly And Company Magnetically-localizable, biodegradable lipid microspheres
AU564876B2 (en) * 1982-03-29 1987-08-27 Liposome Company, Inc., The Stable plurilamellar vesicles
US4728575A (en) * 1984-04-27 1988-03-01 Vestar, Inc. Contrast agents for NMR imaging
DD290807A5 (en) * 1985-12-18 1991-06-13 Dresden Arzneimittel METHOD FOR STABILIZING VESICLES
US5078986A (en) * 1989-02-15 1992-01-07 Mallinckrodt Medical, Inc. Method for enhancing magnetic resonance imaging using an image altering agent containing an excess of chelating agent
JPH0924269A (en) * 1995-07-10 1997-01-28 M Technic Kk Manufacture of micro-capsule using phosphorous lipid
JP2006045132A (en) * 2004-08-05 2006-02-16 Konica Minolta Medical & Graphic Inc Liposome-containing magnetic resonance contrast agent
NL1027428C2 (en) * 2004-11-05 2006-05-09 Encapson V O F Permeable capsules, method of manufacture as well as use thereof.
CN100998563A (en) * 2006-12-21 2007-07-18 华中科技大学同济医学院附属协和医院 Magnetic pegylated liposomal doxorubicin and preparation method and application

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006132403A1 (en) * 2005-06-06 2006-12-14 Fujifilm Corporation Mri contrast medium containing liposomes

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A. WIJAYA ET AL.: "High-density encapsulation of Fe3O4 nanoparticles in lipid vesicles", LANGMUIR, Bd. 23, 2007, Seiten 9546-9550, XP002629281, *
C. MENAGER ET AL.: "Reversible shrinkage of giant magnetoliposomes under an osmotic stress", JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY, Bd. 106, 2002, Seiten 7913-7918, XP002629282, *
DATABASE CA [Online] CHEMICAL ABSTRACTS SERVICE, COLUMBUS, OHIO, US; 30. August 2007 (2007-08-30), XP002629284, gefunden im STN Database accession no. 147:243204 & CN 100 998 563 A (XIEHE HOSPITAL ATTACHED TONGJI [CN]) 18. Juli 2007 (2007-07-18) *
GIRI J ET AL: "Preparation and characterization of phospholipid stabilized uniform sized magnetite nanoparticles", JOURNAL OF MAGNETISM AND MAGNETIC MATERIALS, ELSEVIER SCIENCE PUBLISHERS, AMSTERDAM, NL, Bd. 293, Nr. 1, 1. Mai 2005 (2005-05-01), Seiten 62-68, XP004882958, ISSN: 0304-8853, DOI: DOI:10.1016/J.JMMM.2005.01.044 *
I. YAACOB ET AL.: "Magnetic nanoparticles produced in spontaneous cationic-anionic vesicles: room temperature synthesis and characterization.", JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE, Bd. 171, 1995, Seiten 73-84, XP002629283, *
PLASSAT ET AL: "Sterically stabilized superparamagnetic liposomes for MR imaging and cancer therapy: Pharmacokinetics and biodistribution", INTERNATIONAL JOURNAL OF PHARMACEUTICS, ELSEVIER BV, NL, Bd. 344, Nr. 1-2, 27. September 2007 (2007-09-27), Seiten 118-127, XP022275360, ISSN: 0378-5173, DOI: DOI:10.1016/J.IJPHARM.2007.05.018 *
TSENG L-P ET AL: "Liposomes incorporated with cholesterol for drug release triggered by magnetic field", JOURNAL OF MEDICAL AND BIOLOGICAL ENGINEERING - ZHONGHUA YIXUEGONGCHENG XUEKAN, BIOMEDICAL ENGINEERING SOCIETY OF ROC, CHUNG LI, TW, Bd. 27, Nr. 1, 1. Januar 2007 (2007-01-01) , Seiten 29-34, XP008134601, ISSN: 1609-0985 *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102008005673A1 (en) 2009-08-20
WO2009092571A3 (en) 2011-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Agrawal et al. Janus nanoparticles: Recent advances in their interfacial and biomedical applications
Has et al. A comprehensive review on recent preparation techniques of liposomes
Liu et al. Microfluidics for drug development: from synthesis to evaluation
Wu et al. Recent studies of Pickering emulsions: particles make the difference
Zhang et al. Microfluidic methods for fabrication and engineering of nanoparticle drug delivery systems
Wang et al. Functional polymeric microparticles engineered from controllable microfluidic emulsions
Okushima et al. Controlled production of monodisperse double emulsions by two-step droplet breakup in microfluidic devices
US8580165B2 (en) Method for manufacturing multiple-phase particle and apparatus for manufacturing multiple-phase particle
JP6234371B2 (en) Multisome: Encapsulated microdroplet network
Tian et al. Microfluidic technologies for nanoparticle formation
Hoppe et al. In-situ transmission electron microscopy of liposomes in an aqueous environment
do Nascimento et al. Microfluidic fabrication of pluronic vesicles with controlled permeability
Rasch et al. Chloroform-enhanced incorporation of hydrophobic gold nanocrystals into dioleoylphosphatidylcholine (DOPC) vesicle membranes
Sun et al. Silver-coated colloidosomes as carriers for an anticancer drug
Aghaei et al. Continuous production of the nanoscale liposome in a double flow-focusing microfluidic device
Mu et al. Microfluidic fabrication of structure-controlled chitosan microcapsules via interfacial cross-linking of droplet templates
CN104549585A (en) Micro-fluidic chip and method for preparing nanocapusule by using same
Sharratt et al. Precision polymer particles by flash nanoprecipitation and microfluidic droplet extraction
Liu et al. Rapid, simple, and inexpensive spatial patterning of wettability in microfluidic devices for double emulsion generation
Shih et al. Post-formation shrinkage and stabilization of microfluidic bubbles in lipid solution
Perli et al. Ionic strength for tailoring the synthesis of monomodal stealth cationic liposomes in microfluidic devices
Logesh et al. Advances in microfluidic systems for the delivery of nutraceutical ingredients
Al Nuumani et al. Highly porous magnetic Janus microparticles with asymmetric surface topology
DE102010003615A1 (en) Process for the preparation of a drug delivery system based on polyelectrolyte complexes
US11304903B2 (en) Compartmentalised gel matrix and method of production

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09703184

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09703184

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2