DE29916471U1

DE29916471U1 - Device for applying liquids or gases to single cells or other objects of comparable size

Info

Publication number: DE29916471U1
Application number: DE29916471U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-09-16
Filing date: 1999-09-16
Publication date: 2000-02-03
Anticipated expiration: 2009-09-17

Description

Vorrichtung zur Applikation von Flüssigkeiten oder Gasen auf Einzelzellen oder andere Objekte vergleichbarer GrößenordnungDevice for applying liquids or gases to individual cells or other objects of comparable size

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.

Die Applikation von Flüssigkeiten an Einzelzellen und kleine Zellverbünde ist eine Aufgabe, die in der Gentechnik, dem Pharmascreening und der experimentellen Zellphysik/-physiologie zunehmend an Bedeutung gewinnt. Hierfür sind derzeit Lösungen aus Kapillarbündeln bekannt, die in eine Abgangskapillare münden. Die Kapillaren sind hierbei zumeist miteinander verklebt und münden in den Zusammenführungspunkt. Dort entsteht zwangsläufig ein größeres Totvolumen, in welchem sich die Flüssigkeiten aus den einzelnen Kapillaren unerwünscht mischen. An den Zusammenführungspunkt ist abgangsseitig eine Einzelkapillare (fest oder lösbar) gekoppelt. Dieser Aufbau ist nicht nur aufwendig und schlecht reproduzierbar herzustellen, er ist durch die vielen z. T. langen Glaskapillaren extrem unhandlich und hat bis zum Bruch der ersten Kapillare oft nur eine geringe Lebenszeit. Muß ein solches Kapillarbündel gewechselt werden, ist dies eine sehr aufwendiger Vorgang (Schläuche abpäpeln, Applikator wechseln, Schlauch ganz vorsichtig wieder auf neuen Kapillaren schieben).The application of liquids to individual cells and small cell groups is a task that is becoming increasingly important in genetic engineering, pharmaceutical screening and experimental cell physics/physiology. Solutions that currently exist for this are capillary bundles that lead to an outlet capillary. The capillaries are usually glued together and lead to the junction point. This inevitably creates a large dead volume in which the liquids from the individual capillaries mix undesirably. A single capillary (fixed or detachable) is connected to the junction point on the outlet side. This structure is not only complex and difficult to produce and difficult to reproduce, it is also extremely unwieldy due to the many, sometimes long, glass capillaries and often has a short lifespan before the first capillary breaks. If such a capillary bundle has to be replaced, this is a very complex process (removing the tubes, changing the applicator, carefully pushing the tube back onto the new capillaries).

Eine weitere Lösung des Problems besteht in mehreren parallelgeführten Kanälen oder Kapillaren, wobei das Testobjekt immer vor die jeweilige Kapillare zu setzen ist. Bei jedem Flüssigkeitswechsel sind somit Transportprozesse nötig, die einerseits so nicht schnell genug ausführbar sind, zum anderen die ganze Untersuchung nachhaltig stören.Another solution to the problem is to use several parallel channels or capillaries, whereby the test object is always placed in front of the respective capillary. Every time the liquid is changed, transport processes are therefore necessary, which on the one hand cannot be carried out quickly enough and on the other hand permanently disrupt the entire examination.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu überwinden, also eine Lösung anzubieten, die nur einen Ausgang für alle &eegr; zum Einsatz kommenden Flüssigkeiten hat, so daß Transportprozesse nicht nötig sind. Zum anderen aber auch wird die Zone der Zusammenführung vom Volumen her extrem klein gehalten, so daß sich Vermischungen und Verschleppungen auf eine Minimum reduzieren. Zum Dritten ist die erfindungsgemäße Lösung auch hinreichend robust. Muß der Applikator dennoch gewechselt werden, so ist dies in wenigen Sekunden möglich (Druck auf den Fortsatz der Feder, Applikator tauschen, Feder loslassen).The aim of the invention is to overcome these disadvantages, i.e. to offer a solution that has only one outlet for all liquids used, so that transport processes are not necessary. On the other hand, the area of merging is kept extremely small in terms of volume, so that mixing and carryover are reduced to a minimum. Thirdly, the solution according to the invention is also sufficiently robust. If the applicator does need to be changed, this can be done in a few seconds (press on the extension of the spring, change the applicator, release the spring).

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren am Ausführungsbeispiel erläutert. Es zeigen:The invention is explained below using the figures as an example. They show:

Fig. 1 das Gesamtsystem schematisch im Überblick,Fig. 1 the overall system schematically at a glance,

Fig. 2 das Applikatorteil,Fig. 2 the applicator part,

Fig. 3 die Halterung,Fig. 3 the bracket,

Fig. 4 das System im offenen Zustand (Applikatorwechsel),Fig. 4 the system in the open state (applicator change),

Die Zuführungsschläuche (1) verbleiben fest am Massivteil der Halterung (2). Die einzelnen Flüssigkeiten werden durch Einzelkanäle (3) zum vorderen Interface (4) geführt. Auf dem vorderen Interface liegt eine Dichtung (5) auf die über den Öffnungen der Einzelkanäle (3) Durchführungen (6) besitzt die von Randverstärkungen (7) umgeben sind. Auf der Dichtung liegt das Applikatorteil (8) auf, welches über den Öffnungen der Dichtung Zuführungslöcher (9) zu den Einzelkanälen im Chip (10) besitzen. Die Einzelkanäle laufen in einem Punkt (11) zusammen. Von diesem Zusammenführungspunkt geht ein Kanal (12) ab in den die Kapillare (13) dicht eingebettet ist. Die Feder (14) drückt den Applikator (8) gegen die Dichtung (5). Zwischen Federmitte und Massivteil befindet sich (bei der Ausformung nach Unteranspruch 8 der Spalt (15). Der hintere Fortsatz der Feder (16) ist abgewinkelt. Bei einem Druck auf den Fortsatz (16) schließt sich der Spalt (15) und der vordere Teil der Feder hebt vom Applikator ab.The supply hoses (1) remain firmly attached to the solid part of the holder (2). The individual liquids are fed through individual channels (3) to the front interface (4). A seal (5) rests on the front interface, which has passages (6) above the openings of the individual channels (3) that are surrounded by edge reinforcements (7). The applicator part (8) rests on the seal, which has supply holes (9) to the individual channels in the chip (10) above the openings of the seal. The individual channels converge at a point (11). A channel (12) branches off from this convergence point, in which the capillary (13) is tightly embedded. The spring (14) presses the applicator (8) against the seal (5). Between the spring center and the solid part there is a gap (15) (in the form according to subclaim 8). The rear extension of the spring (16) is angled. When pressure is applied to the extension (16), the gap (15) closes and the front part of the spring lifts off the applicator.

Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

11 ZuführungsschläucheSupply hoses 22 Massivteil der HalterungSolid part of the bracket 33 Einzelkanäle in der HalterungIndividual channels in the holder 44 vorderes Interfacefront interface 55 Dichtungpoetry 66 Durchführungen in der DichtungPassages in the seal 77 RandverstärkungEdge reinforcement 88th ApplikatorteilApplicator part 99 ZuführungslöcherFeed holes 1010 Einzelkanäle im ChipIndividual channels in the chip 1111 ZusammenführungspunktMerge point 1212 AbgangskanalOutlet channel 1313 Kapillarecapillary 1414 FederFeather 1515 Spaltgap 1616 Fortsatz der FederExtension of the spring

Claims

1. Device for applying liquids and gases to single biological cells or other objects of comparable size, characterized by a structure consisting of at least two parts, an applicator part (close to the cell) and a part for manipulation, holding and fluid supply (holding).

2. Device according to claim 1, characterized by an applicator part consisting of a carrier plate with n preferably engraved or etched channels (supply channels), preferably of the same length, which are brought together at one point and have a through-connection through the carrier plate at the other end, as well as a channel which runs laterally from the merging point to the edge of the carrier plate (outlet channel), a cover plate which preferably exactly covers the carrier plate over the structures and a capillary which is introduced into the outlet channel and is tightly mounted there.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized by an applicator part in which the vias are at least partially guided through the cover plate instead of through the carrier plate.

4. Device according to claim 1, 2 or 3, characterized by an applicator part which consists of a silicon carrier plate and a glass cover plate which are connected by anodic bonding.

5. Device according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized by an applicator part whose channel structures at the junction point do not have a volume exceeding that of the channels.

6. Device according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized by a holder which consists at least of

1. a solid part in which the channels for fluid guidance are incorporated, which lead to hose connection interfaces in the rear part and an interface with precisely fitting connections to the applicator part in the front part,

2. a spring that is attached to the solid part and presses the applicator part against the front interface area,

3. a seal that has passages that fit precisely to the applicator part and the holder.

7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized by a spring which is attached to the holding part, has a front part which presses the applicator part against the seal, sits on the solid part in the middle part and has a springy extension at the rear end which leads obliquely away from the solid part so that its end lies a few mm above the solid part; designed and dimensioned in such a way that when pressure is applied to the extension the front part is lifted off the applicator part by a narrow gap.

8. Device according to claim 7, characterized by a narrow gap between the spring and the solid part in the middle part of the spring, which gap only closes when pressure is applied to the extension of the spring.

9. Device according to one of claims 1 to 6, characterized by a seal which is flat, detachably fastened to the mounting part (preferably clamped on two guide bolts), and has a sealing edge reinforced at least on one side around each passage.