DE3529792C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Verformbarkeit von roten Blutkörperchen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Verformbarkeit von roten BlutkörperchenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Bestimmen der Verformbarkeit von roten Blut
körperchen.
Ein rotes Blutkörperchen, dessen Durchmesser ungefähr 7,5 µm
beträgt, hat die Form einer Scheibe, deren Querschnitt der
jenige einer bikonkaven Linse ist. Diese Form, die speziell
den Gasaustauschvorgängen angepaßt ist, trägt zu der Elasti
zität und zu der Verformbarkeit des roten Blutkörperchens
bei, die zu seinem turbulenten Durchlauf durch die Blutkreis
laufgefäße, insbesondere durch die Kapillaren, von denen ge
wisse Kapillaren nicht viel größer als 2 bis 3 µm im Durchmesser
sind, d. h. einen deutlich kleineren Durchmesser haben als
es derjenige der roten Blutkörperchen ist, notwendig sind.
Die Verformbarkeit der roten Blutkörperchen ist eine Eigen
schaft, die mehr und mehr untersucht wird, und zwar sowohl
in der Grundlagenforschung als auch in der klinischen For
schung bzw. bei klinischen Untersuchungen. So können Steifhei
ten bzw. Versteifungen von roten Blutkörperchen durch allzu
folgenreiches Eintreten von hämatologischen (Anämien) und
mikrozirkulatorischen Anomalien in Extremfällen bis zum Tod
des Subjekts (Drepanocytosen) gehen. Die Messung der Verform
barkeit der roten Blutkörperchen ist infolgedessen eine
wissenschaftliche und klinische Notwendigkeit.
Es sind zahlreiche Verfahren zum Messen der Verformbarkeit
und der Nichtverformbarkeit, d. h. der Steifheit der roten
Blutkörperchen, vorgeschlagen und entwickelt worden. Diese
Verfahren können in zwei Kategorien klassifiziert werden:
- 1. Die erste Kategorie ist diejenige der globalen Verfah
ren: Die Messung wird an der Gesamtheit der Körper
chen bzw. roten Blutkörperchen ausgeführt. Zu dieser
Kategorie gehören:
- a) Die Verfahren der Filtration, die auf dem Hindurch fließenlassen einer Suspension von roten Blutkörper chen durch kalibrierte Löcher, deren Durchmesser kleiner als derjenige der roten Blutkörperchen ist, beruhen (es sei hier insbesondere auf die Arbeit von P. Teitel "Blood-Cells" 3, Seiten 55-70, 1977, auf die französische Patentschrift 2 463 927 von M. F. Hanss, sowie auf "Biorheology" 20, (2) Sei ten 199-212, 1983 und noch andere verwiesen); und
- b) die optischen Beugungsverfahren, die auf der Analyse eines optischen Beugungslichtflecks von roten Blut körperchen beruhen, der durch eine Scherströmung deformiert ist (s. insbesondere Bessis et al. "Blood Cells" 1, Seiten 307-313, 1975).
- 2. Die zweite Kategorie ist diejenige der individuellen Verfahren: Jede
Messung wird an einem Individuum ausgeführt und die Er
gebnisse werden gemittelt. Zu dieser Kategorie gehören:
- a) Das Verfahren, bei dem die Messung der Verformbar keit durch Ansaugen in eine Mikropipette angewandt wird; man beobachtet die statische Verformung (An saugen) und die dynamische Verformung (Ausstoßen) des Körperchens bzw. roten Blutkörperchens; und
- b) das Verfahren, bei dem die Messung der Durchgangs zeit in einer einzigen Pore angewandt wird (es sei insbesondere auf die Arbeit von Kiesewetter et al. "Scand. J. Clin. Lab. Invest," 41, Suppl. 156, Sei ten 229-231, 1981 und "Biorheology" 19, Seiten 737-753, 1982) verwiesen.
Jede Kategorie und jedes Verfahren weist Vorteile und Nach
teile auf. Die globalen Verfahren sind sehr viel einfacher,
aber sie haben den grundsätzlichen Fehler, daß sie eine Un
terpopulation nicht evident machen können und daß sie nicht
mehr als eine qualitative Idee geben können. Die individuel
len Verfahren hingegen sind sehr viel zuverlässiger, sie
geben ein viel exakteres Bild und ermöglichen es, den ge
nauen Prozentsatz festzustellen, mit anderen Worten gesagt,
sie ermöglichen es, die Anzahl der steifen Körperchen bzw.
roten Blutkörperchen quantitativ anzugeben. Trotzdem sind
die individuellen Verfahren wirtschaftlich sehr teuer,
schwierig und benötigen lange Zeit zu ihrer Ausführung. Zum
Beispiel verwenden Kiesewetter et al. (siehe die oben zitier
te Literaturstelle) eine Membrane, die ein einziges Loch zum
Durchgang des Körperchens bzw. roten Blutkörperchens ent
hält, so daß die Untersuchungszeiten extrem lang sind, häu
fig Verstopfungen auftreten, und die Membranen teuer sind.
Weiterhin sind aus der DE 32 15 719 A1 ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Bestimmen der Verformbarkeit von roten Blut
körperchen bekannt. Es wird eine Meßkammer verwendet, die
durch eine mit einer einzigen Pore versehene Folie in zwei
Hohlräume unterteilt ist. Der eine Hohlraum wird von einem
Eintrittskanal gebildet, der durch einen Steigkanal mit einem
Reservoir für rote Blutkörperchen verbunden ist. Der andere
Hohlraum wird von einem Austrittskanal und einem Reinigungs
kanal gebildet. Der eine Hohlraum enthält während der Messung
eine Suspension von roten Blutkörperchen in einer leitenden
Pufferlösung, und der andere Hohlraum ist mit einer Puffer
lösung ohne rote Blutkörperchen gefüllt. Dadurch, daß der
Eintrittskanal mit Bezug auf den Austrittskanal höher ange
ordnet ist, wird eine hydrostatische Druckdifferenz erhal
ten, um das Fließen der Suspension, die die roten Blutkör
perchen enthält, durch die einzige Pore zu bewirken, welche
im Durchmesser kleiner als der Ruhedurchmesser eines roten
Blutkörperchens ist, so daß aus der Durchgangszeit eines
roten Blutkörperchens durch die Pore auf dessen Verformbar
keit geschlossen werden kann. Zur Messung dieser Durchgangs
zeit ist beiderseits der Pore je eine flächige, zum Beispiel
quadratische, Elektrode angeordnet. Die beiden Elektroden
werden von einer Wechselstromspannungsquelle gespeist und
sind mit einer Einrichtung verbunden, die es ermöglicht, den
elektrischen Widerstand zwischen den beiden Elektroden zu
messen und zu analysieren. Dieser elektrische Widerstand
verändert sich beim Durchgang eines roten Blutkörperchens
durch die Pore, so daß die Dauer der erhaltenen elektrischen
Impulse der jeweiligen Durchgangszeit eines roten Blutkör
perchens durch die Pore entspricht und es infolgedessen er
möglicht, die Verformbarkeit des roten Blutkörperchens zu
bestimmen, indem eine Vielzahl von Durchgängen von roten
Blutkörperchen von einer Auswerteeinheit statistisch ausge
wertet wird.
In diesem Verfahren und dieser Vorrichtung nach der DE
32 15 719 A1 kommt es, wenn die einzige Pore durch ein ver
hältnismäßig steifes rotes Blutkörperchen verstopft wird,
dazu, daß der Meßvorgang unterbrochen wird. Daher sind zu
sätzliche Maßnahmen erforderlich, um den Meßvorgang im Fal
le einer solchen Verstopfung der einzigen Pore jeweils wie
der in Gang zu setzen. Diese zusätzlichen Maßnahmen können, wie
in der DE 32 15 719 A1 beschrieben ist, beispielsweise darin
bestehen, daß eine automatisch arbeitende Putzeinrichtung
die verstopfte Pore jeweils wieder frei macht. Die beschrie
bene automatische Putzeinrichtung umfaßt eine Putzimpulser
zeugungseinrichtung, die immer dann einen Putzimpuls erzeugt,
wenn die Meßeinheit ein Überschreiten der maximalen Durch
gangszeit von zum Beispiel 0,2 Sekunden eines roten Blut
körperchens durch die Pore feststellt. Weiter umfaßt die
automatische Putzeinrichtung eine Druckstoßwellenerzeugungs
einrichtung, die den Putzimpuls erhält und in Ansprechung
darauf eine Druckstoßwelle auf die mit der Pore versehene
Folie ausstößt, durch welche die Pore freigedrückt wird.
Wenn man bedenkt, daß zur Erzielung von zuverlässigen Mes
sungen eine sehr große Anzahl von Blutkörperchen durch die
se einzige Pore hindurchgehen muß, wird deutlich, daß häufi
ge Verstopfungszeiten von 0,2 Sekunden dazu führen, daß eine
relative lange Meßzeit zur Gewinnung eines zuverlässigen Meß
werts erforderlich ist oder - falls die Meßzeit fest einge
stellt ist - der erhaltene Meßwert unzuverlässig wird.
Außerdem sind aus der DE 25 02 621 A1 ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Messung elastischer und dielektrischer Eigen
schaften der Membranen lebender Zellen bekannt, worin eine
oder mehrere lebende Zellen durch eine oder mehrere Poren
einer Filtermembran, welche zwei Kammern trennt, hindurchge
schickt werden, wobei in jeder dieser Kammern zwei Elektro
den zur Steuerung und zur Messung angeordnet sind. Im Falle
der Anwendung von mehreren Poren sind diese zu dem Zweck
eines gleichzeitigen Hindurchtretens von vielen lebenden
Zellen auf einmal durch die Filtermembran vorgesehen. Wenn
diese Maßnahme zur Bestimmung der Verformbarkeit von roten
Blutkörperchen im Sinne des weiter oben erörterten Verfah
rens und der weiter oben diskutierten Vorrichtung angewen
det wurde, dann besteht nicht nur die Gefahr einer Ver
stopfung sondern wegen des gleichzeitigen Durchgangs von
einer Vielzahl von roten Blutkörperchen wäre die elektroni
sche Meßeinrichtung unfähig, die Durchgangszeiten von einzel
nen roten Blutkörperchen voneinander zu unterscheiden.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zum Bestimmen der Verformbarkeit von
roten Blutkörperchen zur Verfügung zu stellen, welche ein
zuverlässiges Meßergebnis innerhalb kürzerer Meßzeiten er
möglichen, eine Unterbrechung des Meßvorgangs durch ein Ver
stopfen der von den Blutkörperchen zu durchdringenden Mem
bran vermeiden und die Registrierung der Signale einzelner
Blutkörperchen gewährleisten.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen
des Anspruchs 2 gelöst.
Bei dem Verfahren bzw. der Vorrichtung wird anstelle von
sehr teuren Membranen, wie es diejenigen sind, die von Knie
sewetter beschrieben sind, eine einfache Membran des Han
dels verwendet, wie beispielsweise die von NUCLEPORE im Han
del vertriebene polycarbonisierte Membran, die eine Poren
dichte in der Nähe von 4·105 pro cm2 hat, wobei jedoch prak
tisch alle Poren mit Ausnahme von 15 bis 100 Poren durch
eine Maske verschlossen werden. Die Vertikalposition des Fil
ters ermöglicht es gleichzeitig, die Verstopfungen auf ein
Minimum herabzusetzen.
Dabei besteht die Maske aus einem elektrisch isolierenden
Film, eventuell einem Klebstoff, der von einem Loch mit
einem Durchmesser von 10 bis 500 µm durchsetzt ist.
Die Elektroden sind vorzugsweise aus Nadeln aus rostfreiem
Stahl ausgebildet, die mit Spritzen, insbesondere Injektions-
oder Handspritzen verbunden sind, welche das Einführen der
Pufferlösung bzw. der zu messenden Suspension gestatten.
Diese Elektroden ermöglichen es, eine dem Widerstand des
Filters proportionale elektrische Spannung anzulegen. Diese
Spannung wird mit Hilfe eines Stroms konstanter Intensität
erhalten, der durch die Zelle hindurchfließt.
Während der gesamten Zeit, welche dem Durchgang eines roten
Blutkörperchens durch eine Pore entspricht, ist der elek
trische Widerstand der Membran erhöht, da die roten Blut
körperchen im Vergleich mit verwendeten Puffern, die sehr
leitfähig sind, praktisch elektrisch isolierend sind. Es
ergibt sich ein elektrischer Impuls, dessen Dauer im we
sentlichen gleich derjenigen des Durchgangs des roten Blut
körperchens durch das Filter ist. Diese Dauer wird Durch
gangszeit des roten Blutkörperchens genannt. Im Ergebnis
ist es so daß, je steifer das rote Blutkörperchen ist
(also je weniger verformbar es ist und mit je größerer Schwie
rigkeit es durch die Poren hindurchgeht) umso länger ist
der entsprechende Impuls. Anders gesagt, wenn beispiels
weise ein steifes rotes Blutkörperchen einem norma
len roten Blutkörperchen folgt (also leicht verformbar),
dann beobachtet man einen Impuls langer Dauer nach einem
Impuls kurzer Dauer.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist die elektronische Einrichtung mit einer Sig
nalbehandlungs- und/oder -verarbeitungseinrichtung verbun
den.
Bei der Messung erhält man ein Histogramm, das der Vertei
lung der biologischen Eigenschaften der untersuchten roten
Blutkörperchen entspricht.
Das Verfahren und die Vorrichtung werden unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung;
Fig. 2 Einzelheiten des Filters;
Fig. 3 eine schematische Meßanordnung; und
Fig. 4 Beispiele von Messungen.
Die Vorrichtung zum Messen der Verformbarkeit von roten
Blutkörperchen, die in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt eine
Meßzelle 1, die von zwei Teilen oder Abteilungen 2a und 2b
aus Kunststoff ausgebildet ist, von denen der eine, nämlich
der Teil 2a, dazu bestimmt ist, die Pufferlösung 11 aufzu
nehmen, während der andere, nämlich der Teil 2b, dazu be
stimmt ist, die Suspension 12 der zu messenden roten Blut
körperchen aufzunehmen. Jeder dieser Teile, die einer am an
deren befestigt bzw. einer gegen den anderen gedrückt sind,
umfaßt einen Hohlraum 16a bzw. 16b, jeder dieser Hohlräume
ist mit einer seitlichen Öffnung 3a bzw. 3b an der Stelle
versehen, wo die beiden Teile 2a und 2b den vertikalen Fil
terhalter 4 ein- bzw. umschließen, der seinerseits mit dem
Filter 5 versehen ist, dessen Membran über ihren Hauptteil
hinweg durch eine Maske 18 verschlossen ist. Die beiden Tei
le 2a und 2b der Meßzelle 1 sind mit Eintritts- und Austritts
öffnungen 6, 7, 8 und 9 versehen, welche zu den nachfolgen
den Zwecken vorgesehen sind: Die Eintrittsöffnung 6 verbin
det die Meßzelle 1 mit einer Druckerzeugungseinrichtung 10,
diese Druckerzeugungseinrichtung 10 steuert und betätigt das
Abfließen der zu messenden Suspension 12 nach der Pufferlö
sung 11 hin. Die Eintrittsöffnung 7 verbindet den Teil 2a
der Meßzelle 1 mit dem atmosphärischen Druck, während die
Austrittsöffnungen 8 und 9 zum Entleeren bzw. Auslaufenlas
sen der Pufferlösung 11 bzw. der Suspension 12 dienen. Die
Elektroden 13 und 14 tauchen bzw. stechen in die Pufferlö
sung 11 bzw. die zu messende Suspension 12. Die Elektroden
13, 14 bestehen aus Nadeln aus rostfreiem Stahl, und diese
Nadeln sind mit Spritzen 15a und 15b, insbesondere Hand-
bzw. Injektionsspritzen, verbunden und dienen gleichzeitig
dazu, die Meßzelle 1 mit der Pufferlösung 11 (Spritze 15a)
und mit Suspension 12 (Spritze 15b) zu speisen.
Das Manometer 16 ermöglicht es, den Druck zu kontrollieren,
zu messen und zu steuern, welcher in dem Teil 2b ausgeübt
wird. Dieser Druck wird beispielsweise mit Hilfe einer ein
fachen Vorrichtung erzeugt, wie z. B. mittels einer Gummi
birne oder einer Spritze 17, insbesondere einer Hand- oder
Injektionsspritze.
Die Nadel, welche die Elektrode 14 bildet, die in die Sus
pension 12 eintaucht, ermöglicht es außerdem im gegebenen
Fall, eine Verstopfung des Filters 5 zu beseitigen, indem
man eine kleine Menge an Suspension 12 zugibt, wodurch ein
leichter lokaler Überdruck bewirkt wird, der ausreicht, die
Teilchen abzuführen, welche die Poren verstopfen, wie bei
spielsweise Anhäufungen von roten Blutkörperchen, eventuel
le Leukozyten bzw. Lymphkörperchen, etc.
Die Fig. 2 zeigt die Einzelheiten des Filterhalters 4, der
mit der Membran des Filters 5 versehen ist. Letztere ist
in ihrem Hauptteil durch ein elektrisch isolierendes Band
als Maske 18 verschlossen, die nur eine sehr beschränkte An
zahl von Poren übrigbleiben läßt, ungefähr 15 bis 100.
Die Suspension 12 fließt durch die Membran des Filters 5 nach
dem Teil 2a zu, der die Pufferlösung 11 enthält (Fig. 3),
und die Elektroden 13 und 14 sind auf der Höhe der Membran
des Filters 5 angeordnet. Die Änderungen des elektrischen
Widerstands des Filters 5 hängen von dem Vorhandensein von
roten Blutkörperchen in den Poren ab: bei einer konstanten
elektrischen Polarisierung mißt man den Strom und infolge
dessen den elektrischen Widerstand. Die Konzentration der
Suspension 12, der Druck (welcher durch die Druckerzeugungs
einrichtung 10 erhalten wird), und die Anzahl der Poren der
Membran des Filters 5 werden in der Weise gewählt, daß die
Messung optimalisiert wird: Durchgang eines einzigen roten
Blutkörperchens auf einmal. Eine klassische elektronische
Einrichtung und eine einfache Informationseinrichtung, wie beispiels
weise ein Kurvenschreiber, die für die Manipulation nicht
spezifisch sind (in den Figuren der Zeichnung nicht darge
stellt) ermöglichen es, die Variationen der elektrischen
Impedanz bzw. des elektrischen Scheinwiderstands in Durch
gangszeiten zu übertragen, die erhaltenen Impulse sichtbar
zu machen (Fig. 4), und Histogramme bzw. Häufigkeitsschau
bilder zu erhalten, die der Verteilung der rheologischen
Eigenschaften der untersuchten roten Blutkörperchen entspre
chen.
Die verwendete Membran ist beispielsweise eine
polycarbonatisierte Membran wie sie von der Firma NUCLEPORE
vertrieben wird, und zwar mit einer Dicke von 11 µm, die
4·105 Poren pro cm2 enthält, wobei der mittlere Durchmesser
dieser Poren ungefähr 5 µm beträgt. Auf diese Membran wird
ein Klebeband (beispielsweise von der Firma 3M) in einer
Menge geklebt, die ausreicht, daß nicht mehr als 20 bis 50
Poren übrigbleiben; die von diesem Klebefilm bzw. -band ge
bildete Maske ist beispielsweise von einem Loch durchsetzt,
das einen Durchmesser von 175 µm hat. Die so her
gerichtete Membran wird dann auf dem vertikalen Filterhal
ter angebracht. Danach werden die beiden Hohlräume der bei
den Abteilungen der Meßzelle mit Hilfe der Nadelelektroden,
die mit Spritzen verbunden sind, gefüllt: der eine Hohlraum
wird mit Tris-HCl mit pH = 7,4 als Pufferlösung gefüllt, während
der andere Hohlraum mittels der zu messenden Suspension ge
füllt wird, die eine Volumenkonzentration (Hämatokrit)
Ht) in der Größenordnung von 0,01 Prozent bis 1 Prozent, bei
spielsweise von 0,1 Prozent, hat. Die Größe dieser Konzen
tration hängt von der Anzahl der wirksamen Poren und ihrer
Charakteristika bzw. Eigenschaften ab. Man untersucht den
Durchgang von jeweils einem einzigen roten Blut
körperchen auf einmal, und zwar so schnell wie möglich,
bzw. einen jeweils so schnell wie möglich verlaufenden
Durchgang.
Die Suspension an roten Blutkörperchen wird durch Verdün
nen eines kleinen Volumens roter Blutkörperchen in einem
großen Volumen von Puffer, der ein isotonischer bzw. isos
motischer Leiter ist, hergestellt. Um ein Strömen der ro
ten Blutkörperchen durch die Membran zu erzielen, wird ein
gewünschter Überdruck in der Größenordnung von 1 bis 100 mm
Wassersäule (entspricht 9,80 bis 980,4 Pa), beispielsweise
von 50 mm Wassersäule (entspricht 490,2 Pa), mit Hilfe jeder
Druckerzeugungseinrichtung 10 angewandt, die mit dem Teil
verbunden ist, welcher die zu messende Suspension enthält.
Die Fig. 4a und 4b zeigen die Impulse, die während des
Durchgangs von normalen roten Blutkörper
chen erhalten worden sind, während die Fig. 4c, 4d,
4e und 4f die Impulse zeigen, die während des Durchgangs
von roten Blutkörperchen eines pathologischen Bluts (Dre
panocytose) erhalten worden sind: man sieht das Vorhanden
sein von Impulsen kurzer Dauer, die normalen roten Blut
körperchen entsprechen, sowie von Impulsen längerer Dauer
und unterschiedlicher Form, die steifen, starren, straffen
o. dgl. roten Blutkörperchen entsprechen.
Claims (4)
1. Verfahren zum Bestimmen der Verformbarkeit von ro
ten Blutkörperchen mit folgenden Verfahrensschritten:
- a) Es wird eine Suspension von roten Blutkörperchen durch Verdünnen eines kleinen Volumens roter Blutkörperchen in einem großen Volumen einer leitenden isotonischen Pufferlösung hergestellt, so daß man eine Volumenkon zentration in der Größenordnung von 0,01 bis 1 Prozent erhält,
- b) zwei Hohlräume einer Meßzelle werden jeweils mit der reinen Pufferlösung bzw. der Suspension gefüllt,
- c) es wird eine Strömung der Suspension durch ein Filter eingestellt, welches in einem Filterhalter angebracht und zwischen den zwei Hohlräumen der Meßzelle angeordnet ist, wobei das Filter Öffnungen in den beiden Teilen der Meßzelle verschließt und aus einer Membran besteht, welche eine Dicke in der Größenordnung von 3 bis 20 µm aufweist sowie einen Porendurchmesser zwischen 3 und 5 µm, wobei diese Membran auf ihrem Hauptteil durch eine Maske in der Weise verschlossen ist, daß nur eine geringe und beschränkte Anzahl von Poren für das Durchströmen der rotem Blutkörperchen enthal tenden Suspension in der Größenordnung von 15 bis 100 Poren zur Verfügung steht, indem durch eine Druckerzeu gungseinrichtung ein bestimmter Überdruck von 1 bis 100 nm Wassersäule in dem Hohlraum erzeugt wird, welcher die zu messende Suspension enthält, wobei die Konzentration der Sus pension, der Überdruck und die Anzahl der Poren in der Membran in der Weise gewählt werden, daß nur ein einzi ges rotes Blutkörperchen auf einmal durch die Membran gelangt, und
- d) unter Verwendung von zwei Elektroden in den beiden Hohl räumen werden Änderungen der elektrischen Impedanz in ihrer zeitlichen Abhängigkeit aufgezeichnet und in Durchgangszeiten der roten Blutkörperchen übertragen.
2. Vorrichtung zum Bestimmen der Verformbarkeit von ro
ten Blutkörperchen durch Messung der Änderungen elektrischer
Impedanz beim Durchgang der roten Blutkörperchen durch eine
Filtermembran, wobei die Vorrichtung folgende Merkmale auf
weist:
- a) eine Meßzelle (1), die aus zwei Teilen oder Abteilungen (2a, 2b) zusammengesetzt ist, welche elektrisch isoliert sind und welche mechanisch eines gegen das andere ge drückt bzw. eines am anderen befestigt ist, wobei je des dieser Teile (2a, 2b) wenigstens eine Eintrittsöff nung und eine Austrittsöffnung (6, 7, 8, 9) sowie einen Hohlraum (16a, 16b), der mit einem seitlichen Loch bzw. einer seitlichen Öffnung (3a, 3b) versehen ist, auf weist, wobei der eine Hohlraum (16a) während der Mes sung eine Pufferlösung (11) und der andere Hohlraum (16b) die zu messende Suspension (12) enthält,
- b) einen in Betriebsstellung vertikal angeordneten Filter träger bzw. -halter (4), der zwischen den beiden Tei len (2a, 2b) der Meßzelle (1) an der Stelle, an welcher sich die beiden seitlichen Löcher bzw. Öffnungen (3a, 3b) befinden, angeordnet ist,
- c) ein Filter (5), das vertikal in dem Filterhalter (4) angebracht ist und aus einer Membran besteht, welche eine Dicke in der Größenordnung von 3 bis 20 µm auf weist, sowie einen Porendurchmesser zwischen 3 und 5 µm, wobei diese Membran auf ihrem Hauptteil durch eine Mas ke (18) in der Weise verschlossen ist, daß nur eine ge ringe und beschränkte Anzahl von Poren für das Durch strömen der rote Blutkörperchen enthaltenden Suspension in der Größenordnung von 15 bis 100 Poren zur Verfügung steht,
- d) zwei Elektroden (13, 14), von denen je eine in je einem der Hohlräume (16a, 16b) auf der Höhe des Filterträgers bzw. -halters (4) gegenüber dem Filter (5) angeordnet ist, wobei die Elektroden (13, 14) von Nadeln ge bildet sind, welche mit Spritzen (15a, 15b) verbunden sind, die es ermöglichen, die Pufferlösung (11) bzw. die zu messende Suspension (12) in die Hohlräume (16a, 16b) einzuführen,
- e) eine elektronische Einrichtung, die es ermöglicht, die elektrischen Impedanzänderungen in Durchgangszeiten der roten Blutkörperchen zu übertragen, und
- f) eine Druckerzeugungseinrichtung (10), die mit der Ein trittsöffnung (6) des Teils (2b) der Meßzelle (1), wel cher die zu messende Suspension (12) enthält, verbun den ist, und die Anwendung eines Drucks ermöglicht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die elektronische Einrichtung mit einer
Signalverarbeitungseinrichtung und einer Registriereinrichtung
verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Filter (5) aus einer Kunst
stoffmembran besteht.
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DE3802221C2 (de) * | 1988-01-26 | 1996-08-01 | Stephan Prof Dr Rer Nat Nees | Verfahren zur Messung der Volumenflußrate von Zellen einer Zellsuspension, von Vollblut-Zellen oder von Komponenten des Blutplasmas |
GB2232769B (en) * | 1989-06-13 | 1994-06-22 | Timothy Charles Fisher | Counting and volume measurement of particles and biological cells,and determination of their deformability |
US5376878A (en) * | 1991-12-12 | 1994-12-27 | Fisher; Timothy C. | Multiple-aperture particle counting sizing and deformability-measuring apparatus |
US5955295A (en) * | 1992-10-30 | 1999-09-21 | Micro-Med, Inc. | Micro lysis-analysis process to measure cell characteristics and diagnose diseases |
US5532139A (en) * | 1992-10-30 | 1996-07-02 | Micro-Med, Inc. | Micro lysis-analysis process to measure cell characteristics and diagnose diseases |
US5610027A (en) * | 1992-10-30 | 1997-03-11 | Micro-Med, Inc. | Microphoto lysis-anlaysis process to measure cell characteristics |
DE4344986A1 (de) * | 1993-12-30 | 1995-07-06 | Richard Dr Knedla | Ein Verfahren sowie die technische Lösung und Vorrichtung zur Durchführung einer medizinischen Elektrotherapie sowie Schnelldiagnostik bei der Behandlung von schweren Krankheiten, wie AIDS, Krebs, Tbc, Neurofibromatose etc. |
DE19610146C1 (de) | 1996-03-15 | 1997-06-12 | Wolf Prof Dr Bertling | Vorrichtung zur Untersuchung von biologischen und medizinischen Proben |
GB2337599B (en) * | 1996-11-20 | 2000-08-16 | Microbial Systems Ltd | Particle sizing apparatus |
GB9624096D0 (en) | 1996-11-20 | 1997-01-08 | Microbial Systems Ltd | Apparatus and method of use thereof |
US6418802B1 (en) * | 1996-11-21 | 2002-07-16 | Michael Anthony Wood | Particle sizing apparatus and method of use thereof |
GB9930719D0 (en) * | 1999-12-24 | 2000-02-16 | Central Research Lab Ltd | Apparatus for and method of making electrical measurements on an object in a m edium |
GB9930718D0 (en) * | 1999-12-24 | 2000-02-16 | Central Research Lab Ltd | Apparatus for and method of making electrical measurements on objects |
EP1540324A2 (de) * | 2002-06-07 | 2005-06-15 | Picosep A/S | Verfahren und system zum mehrstufigen isoelektrischen fokussieren |
AU2003232168A1 (en) * | 2002-06-11 | 2003-12-22 | Chempaq A/S | Lysing reagent, cartridge and automatic electronic cell counter for simultaneous enumeration of different types of white blood cells |
WO2006084472A1 (en) | 2005-02-10 | 2006-08-17 | Chempaq A/S | Dual sample cartridge and method for characterizing particle in liquid |
US8028566B2 (en) * | 2005-02-10 | 2011-10-04 | Chempaq A/S | Dual sample cartridge and method for characterizing particles in liquid |
KR100760309B1 (ko) | 2005-07-06 | 2007-10-05 | 한국과학기술원 | 미소필터를 이용한 미소입자 변형성 분석기 |
EP2057458A2 (de) * | 2006-08-22 | 2009-05-13 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Verfahren und system zur bestimmung der eigenschaften biologischer zellen |
KR102058568B1 (ko) | 2011-10-17 | 2020-01-22 | 메사추세츠 인스티튜트 오브 테크놀로지 | 세포 내 전달 |
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US11613759B2 (en) | 2015-09-04 | 2023-03-28 | Sqz Biotechnologies Company | Intracellular delivery of biomolecules to cells comprising a cell wall |
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---|---|---|---|---|
DE8313231U1 (de) * | 1983-11-10 | Phywe AG, 3400 Göttingen | Vorrichtung zum Zählen von Blutkörperchen | |
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US3791933A (en) * | 1971-02-25 | 1974-02-12 | Geomet | Rapid methods for assay of enzyme substrates and metabolites |
US3815022A (en) * | 1972-10-04 | 1974-06-04 | Gen Electric | Method and apparatus for measuring small aspherical particles |
DE2502621C3 (de) * | 1975-01-23 | 1978-09-14 | Kernforschungsanlage Juelich Gmbh, 5170 Juelich | Messung elastischer und dielektrischer Eigenschaften der Membran lebender Zellen |
FR2463927A1 (fr) * | 1979-08-17 | 1981-02-27 | Hanss Maxime | Appareil et procede pour la determination des proprietes rheologiques des fluides biologiques |
DE3215719C2 (de) * | 1982-04-28 | 1984-01-26 | Holger Dr. 5100 Aachen Kiesewetter | Meßeinrichtung zur Messung des Verformungsvermögens von roten Blutkörperchen |
-
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GB2163555A (en) | 1986-02-26 |
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