DE10203636A1

DE10203636A1 - Method and device for the detection of particles in a fluid

Info

Publication number: DE10203636A1
Application number: DE2002103636
Authority: DE
Inventors: Bettina Borchert; Ullrich Demisch; Juergen Hall; Bernhard Wolf; Ralf Ehret
Original assignee: Testo SE and Co KGaA
Current assignee: Testo SE and Co KGaA
Priority date: 2002-01-30
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2003-08-14
Anticipated expiration: 2022-01-31
Also published as: WO2003065028A1; DE10203636B4

Abstract

The invention relates to a method and a device for detecting polarisable particles (9) in a liquid. Dielectrophoresis is first carried out by means of an electrical alternating field, resulting in the particles (9) being concentrated in the edge region of an electrode which is embodied as a plate capacitor (2, 3, 16). The presence of the particles (9) can then be qualitatively and quantitatively detected by means of a capacity measurement of the plate capacitor (2, 3, 16), said particles changing the impedance of the capacitor.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Nachweis von Partikeln, insbesondere zur Messung ihrer Konzentration, in einem Fluid, bei dem zunächst mittels Dielektrophorese in einer Anordnung mit wenigstens zwei ein Wechselfeld erzeugenden Elektroden die Partikel verschoben und danach wenigstens teilweise nachgewiesen werden. The invention relates to a method for the detection of Particles, especially for measuring their concentration, in a fluid in which first of all by means of dielectrophoresis in an arrangement with at least two generating an alternating field Electrodes moved the particles and at least afterwards partially proven.

Außerdem bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Nachweis von Partikeln, insbesondere zur Messung ihrer Konzentration in einem Fluid mit wenigstens einer ersten und einer zweiten Elektrode, zwischen denen im Rahmen einer Dielektrophorese ein Wechselfeld erzeugbar ist. The invention also relates to a device for Detection of particles, especially for measuring their Concentration in a fluid with at least a first and a second electrode, between which in the context of a Dielectrophoresis an alternating field can be generated.

Unter Partikeln sollen in diesem Zusammenhang in einem Fluid beweglich sich befindende lebende oder nicht lebende Zellen, Zellansammlungen, organische und nichtorganische Teilchen homogener und inhomogener Zusammensetzung, Zellteile, Viren, Plasmide sowie Flüssigkeitströpfchen in einer Emulsion oder irgendwelche festen Bestandteile in einer Suspension verstanden werden. In this context, particles should be in a fluid moving living or non-living cells, Cell collections, organic and non-organic particles homogeneous and inhomogeneous composition, cell parts, viruses, Plasmids and liquid droplets in an emulsion or any solid components in a suspension be understood.

Oft ergibt sich die Notwendigkeit, solche Partikel aus einem Fluid zu isolieren oder zumindest nachzuweisen, dass und in welchem Anteil sie sich in dem Fluid befinden. Dazu sind verschiedene Verfahren bekannt. Es können beispielsweise biologische Nachweisverfahren oder chemische Nachweisverfahren mit sogenannten Markern durchgeführt werden, bei denen eine fremde Substanz zugegeben wird, die die Partikel in irgendeiner Weise beeinflusst, beispielsweise sich mit ihnen verbindet, so dass die entstehende Verbindung leicht nachzuweisen oder abzutrennen ist. Often there is a need to remove such particles from one Isolate fluid or at least demonstrate that and in what proportion they are in the fluid. To do this known various processes. For example biological detection methods or chemical detection methods with so-called markers are carried out, in which a foreign substance is added that contains the particles in any Influenced, for example, connects with them, so that the resulting connection is easy to demonstrate or is to be separated.

Dies erfordert jedoch immer einen gewissen Aufwand, da meistens eine auf die besondere Art der Partikel abgestimmte Substanz als Marker erforderlich ist. However, this always requires a certain effort, because mostly one tailored to the particular type of particle Substance is required as a marker.

Außerdem ist bekannt, dass in einem elektrischen Feld die in einer Flüssigkeit beziehungsweise einem Fluid in geladener Form vorliegenden Teilchen durch elektrische Felder getrennt werden können. Die Teilchen wandern aufgrund der Kraftwirkung im elektrischen Feld zu einer Elektrode mit der der Teilchenladung entgegengesetzten Polarität. It is also known that in an electrical field the in a liquid or a fluid in a charged Form present particles separated by electrical fields can be. The particles migrate due to the force in the electric field to an electrode with the Particle charge of opposite polarity.

Oft ergibt sich jedoch in der Realität, dass Partikel vorliegen, die nicht in dem Fluid dissoziieren, und somit keine Nettoladung tragen, sondern elektrisch neutral sind. However, in reality it often emerges that particles are present that do not dissociate in the fluid, and thus none Carry net charge, but are electrically neutral.

Zur Beeinflussung solcher Partikel ist die Methode der Dielektrophorese bekannt. Diese beruht darauf, dass elektrisch neutrale Teilchen, wenn sie polarisiert werden, das heißt, wenn der positive und der negative Ladungsschwerpunkt auseinanderfallen, in einem elektrischen Gradientenfeld einer Kraftwirkung unterliegen. The method of influencing such particles is the Dielectrophoresis known. This is due to the fact that electrical neutral particles when polarized, that is, if the positive and the negative charge center fall apart in an electrical gradient field Subject to force.

Eine derartige Polarisation polarisierbarer Teilchen wird durch Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes erreicht. Das Zusammenwirken des elektrischen Wechselfeldes, dessen Frequenz typisch im Bereich von einigen Kilohertz bis Megaherz liegt mit einem elektrischen Gradientenfeld erlaubt somit die Verschiebung von Partikeln, das heißt diese können in dem Fluid abgesondert und/oder nachgewiesen werden. Such polarization becomes polarizable particles achieved by applying an alternating electrical field. The Interaction of the alternating electric field, the Frequency typically in the range from a few kilohertz to megahertz lies with an electrical gradient field thus allows the Displacement of particles, that is, they can in the Fluid can be secreted and / or proven.

Die Kraftwirkung auf die Partikel hängt dabei von ihrer Polarisierbarkeit und von der Dielektrizitätskonstante des Fluids sowie von der Frequenz des Wechselfeldes und dem Gradienten des elektrischen Feldes ab. Aus der US-Patentschrift US 6056861 ist grundsätzlich die Methode der Dielektrophorese und ihre Verwendung zur Absonderung von Partikeln in Fluiden oder zu deren Nachweis bekannt. Dort wird jedoch der Methode von rotierenden Feldern beziehungsweise Wanderwellen zur Beeinflussung der Partikel der Vorzug gegeben, da diese Methoden auf insbesondere auch schwach polarisierbare Partikel effektiv anwendbar sein sollen. The force effect on the particles depends on their Polarizability and the dielectric constant of the fluid as well as the frequency of the alternating field and the gradient of the electric field. From the U.S. patent US 6056861 is basically the method of dielectrophoresis and their use for the separation of particles in fluids or known for their proof. There, however, is the method from rotating fields or traveling waves to Influencing the particles given preference as this Methods on especially weakly polarizable particles should be effectively applicable.

Ein konkreter Weg zum qualitativen oder quantitativen Nachweis der Partikel geht aus der Entgegenhaltung jedoch nicht hervor. A concrete path to the qualitative or quantitative However, the document does not provide evidence of the particles out.

Aus der GB 2238619 ist die Anwendung der Dielektrophorese auf Mikroorganismen und andere polarisierbare Partikel in einem Fluid bekannt. Dort strömt eine Flüssigkeit zwischen zwei Elektroden durch, die ein elektrisches Wechselfeld mit einem Gradienten erzeugen, um die polarisierbaren Partikel im Bereich des elektrischen Feldes zurückzuhalten. Nach einer bestimmten Zeit werden die Elektroden abgeschaltet, so dass die durch die dielektrophoresische Wirkung angesammelten Partikel schwallartig aus der Elektrodenanordnung ausgeschwemmt werden. Dieser Schwall von Partikeln wird stromabwärts durch eine Änderung der Lichtabsorbtion in einem Lichtstrahl nachgewiesen und somit wird die Menge beziehungsweise Dichte der Partikel bestimmt. GB 2238619 describes the application of dielectrophoresis Microorganisms and other polarizable particles in one Known fluid. There is a liquid flowing between two Electrodes through an alternating electrical field with a Generate gradients to the polarizable particles in the Retain the area of the electric field. After a the electrodes are switched off at a certain time so that the particles accumulated by the dielectric effect gushed out of the electrode arrangement become. This surge of particles is caused by downstream a change in light absorption in a light beam proven and thus the amount or density of Particles determined.

Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zum Nachweis von Partikeln in einem Fluid zu schaffen, bei dem nach der Verschiebung der Partikel diese mit möglichst geringem Aufwand und quantitativ erfassbar sind. In contrast, the present invention has the object based on a method and a device of the introduction mentioned type for the detection of particles in a fluid create, after moving the particles this with as little effort and quantifiable as possible are.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, bei dem die durch die Dielektrophorese zu einer der Elektroden gelangten Partikel dort durch Messung einer Impedanzänderung an der Elektrode nachgewiesen werden. According to the invention, the object is achieved by a method in which the electrophoresis to one of the Electrodes got there by measuring one Impedance change on the electrode can be detected.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt insbesondere mit einer Vorrichtung, bei der wenigstens eine erste der Elektroden mit einer ersten Gegenelektrode einen ersten Messkondensator bildet und dass die Kapazität des ersten Messkondensators mittels einer Messeinrichtung messbar ist. This problem is solved in particular with a Device in which at least a first of the electrodes with a first counter electrode a first measuring capacitor forms and that the capacitance of the first measuring capacitor is measurable by means of a measuring device.

Die Methode, die Partikel mittels einer Impedanzmessung nachzuweisen, ist besonders einfach und wenig aufwendig, dadurch dass keine weiteren Marker benötigt werden und dass auch keine besondere Vorrichtung beispielsweise zur Lichterzeugung und Messung erforderlich ist. Die Methode der Impedanzmessung ist besonders dann mit hoher Empfindlichkeit einsetzbar, wenn die Dielektrizitätskonstante der Partikel sich von der Dielektrizitätskonstanten des Fluides stark unterscheidet, denn in diesem Fall ist einerseits die Kraftwirkung durch die Dielektrophorese besonders groß, andererseits die Impedanzänderung durch Konzentration von Partikeln in der Nähe einer Elektrode ebenfalls groß. The method of measuring particles using an impedance measurement It is particularly easy to prove and less complex, because of this that no further markers are needed and that also no special device for example for light generation and measurement is required. The method of impedance measurement is particularly usable with high sensitivity if the dielectric constant of the particles differs from that Dielectric constant of the fluid differs greatly, because in this case, on the one hand, the effect of force through the Dielectrophoresis particularly large, on the other hand the Impedance change due to concentration of particles in the vicinity of a Electrode also large.

Die Konzentration von Partikeln an einer der Elektroden wird dann besonders groß, wenn sich dort an einer Ecke oder Kante der Elektrode eine besonders starke Inhomogenität des elektrischen Feldes befindet. Dann ist dort der Feldgradient groß und entsprechend ist die Kraftwirkung auf die Partikel besonders groß. The concentration of particles on one of the electrodes will especially large if there is a corner or edge the electrode has a particularly strong inhomogeneity of the electrical field. Then the field gradient is large there and the force effect on the particles is corresponding extraordinary big.

Besonders empfindlich ist die Impedanzmessung dann, wenn in der Nähe einer der Elektroden, die für die Dielektrophorese verwendet werden, eine erste Gegenelektrode vorgesehen ist, die mit der ersten Elektrode einen Messkondensator bildet. Die Kapazität dieses Messkondensators ist dann stark von der Konzentration der Partikel in seiner Nähe abhängig. Dadurch sind die Partikel, die analysiert werden sollen, nicht nur qualitativ, sondern in gewissen Grenzen auch quantitativ nachweisbar. Das Verfahren und die Vorrichtung können beispielsweise zur Keimzahlbestimmung für Hygienemessgeräte aber auch als Sensor für die quantitative Analyse von Flüssigkeitsinhaltsstoffen beispielsweise bei Emulsionen angewendet werden. The impedance measurement is particularly sensitive when in close to one of the electrodes used for dielectrophoresis used, a first counter electrode is provided, which forms a measuring capacitor with the first electrode. The capacitance of this measuring capacitor is then very different from that Concentration of the particles in its vicinity depending. Thereby the particles to be analyzed are not only qualitatively, but within certain limits also quantitatively detectable. The method and the device can for example to determine the bacterial count for hygiene measuring devices also as a sensor for the quantitative analysis of Liquid ingredients used for example in emulsions become.

Mikroorganismen können jedenfalls in einer Konzentration von 10⁶ pro Milliliter und weniger nachgewiesen werden. In any case, microorganisms can be detected in a concentration of 10 ⁶ per milliliter and less.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die Dielektrophorese für eine bestimmte Zeit unter festgelegten elektrischen und geometrischen Bedingungen betrieben wird und dass danach eine Kapazitätsmessung an wenigstens einer der Elektroden durchgeführt und die gemessene Kapazität mit einem Referenzwert verglichen sowie aus der Abweichung die Partikelkonzentration in dem Fluid ermittelt wird. An advantageous embodiment of the invention The method provides that the dielectrophoresis for a specific Time under fixed electrical and geometric Conditions and that after that a capacity measurement performed on at least one of the electrodes and the measured capacity compared with a reference value and from the deviation is the particle concentration in the fluid is determined.

Um quantitativ das Vorhandensein von Partikeln durch das erfindungsgemäße Verfahren nachweisen zu können, ist es sinnvoll, zunächst unter Referenzbedingungen die Dielekrophorese durchzuführen und dann die Impedanzänderung zu messen. Dabei hängt die Zahl der Partikel, die an einer Elektrode angesammelt werden, von der Dauer der Dielektrophorese, der Konzentration der Partikel im Fluid, Amplitude und Frequenz des Wechselfeldes, Feldgradient und den Dielektrizitätskonstanten des Fluids und der Partikel ab. Wenn bei einer gegebenen geometrischen Elektrodenanordnung alle übrigen Parameter konstant gehalten werden, kann somit die Konzentration der Partikel im Fluid durch Vergleich mit einem Referenzwert bestimmt werden. To quantify the presence of particles by the To be able to demonstrate methods according to the invention, it is sensible, first under reference conditions the floor electrophoresis and then measure the change in impedance. there depends on the number of particles on an electrode be accumulated on the duration of the dielectrophoresis, the Concentration of particles in the fluid, amplitude and frequency of the Alternating field, field gradient and the dielectric constant of the fluid and the particles. If at a given geometric electrode arrangement all other parameters can be kept constant, the concentration of Particles in the fluid by comparison with a reference value be determined.

Da verschiedenartige Partikel bei unterschiedlichen Frequenzen des Wechselfeldes unterschiedlichen Kraftwirkungen unterliegen, gibt es für jede Partikelart günstige Frequenzbereiche des Wechselfeldes, bei denen der Nachweis besonders effektiv gelingt. Je nach der Art der nachzuweisenden Partikel ist somit bei einem Test die entsprechende Frequenz einzustellen, um das Verfahren besonders effektiv durchzuführen. Dadurch können auch verschiedene Partikelarten selektiv gemessen werden. Because different types of particles with different Alternating field frequencies different force effects there are cheap ones for every particle type Frequency ranges of the alternating field, where the detection is particularly succeeds effectively. Depending on the type of particles to be detected is the corresponding frequency for a test adjust to perform the procedure particularly effectively. This also allows different types of particles to be selected be measured.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die erste und die zweite Elektrode jeweils mit einer Gegenelektrode einen ersten und einen zweiten Messkondensator bilden. An advantageous embodiment of the invention The device provides that the first and the second electrode a first and a respective one with a counter electrode form the second measuring capacitor.

Somit ist an jeder der das Wechselfeld erzeugenden Elektroden nach der Dielektrophorese eine Impedanzmessung möglich. Dies ergibt eine zusätzliche Möglichkeit zum Nachweis der Partikel, was insbesondere dann wichtig ist, wenn sich aufgrund der Polarität des Gradientenfeldes die Partikel an einer der Elektroden besonders sammeln. Thus there is at each of the electrodes generating the alternating field Impedance measurement possible after dielectrophoresis. This gives an additional way to prove the Particles, which is particularly important when due to the polarity of the gradient field the particles on one of the Collect electrodes especially.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die erste und gegebenenfalls die zweite Elektrode mit der jeweiligen Gegenelektrode jeweils einen Messkondensator in Form eines Plattenkondensators bildet. Ansonsten können die Messkondensatoren auch beispielsweise als Zylinderkondensatoren ausgestaltet sein. Another advantageous embodiment of the invention The device provides that the first and possibly the second electrode with the respective counter electrode in each case a measuring capacitor in the form of a plate capacitor forms. Otherwise the measuring capacitors can too be designed, for example, as cylindrical capacitors.

Vorteilhaft kann außerdem sein, dass die beiden Plattenkondensatoren in einer Ebene mit Abstand voneinander angeordnet sind. It can also be advantageous that the two Plate capacitors arranged in a plane at a distance from one another are.

In diesem Fall wird die Dielektrophorese zwischen den Plattenkondensatoren durchgeführt, so dass sich die Partikel an wenigstens einer der Elektroden eines Plattenkondensators sammeln und dort mit hoher Genauigkeit und Nachweiswahrscheinlichkeit registriert werden können. Da die Platten der Plattenkondensatoren im wesentlichen parallel zu den Feldlinien des Wechselfeldes im Mittelbereich zwischen den Elektroden verlaufen, ergibt sich an den einander zugewandten Kanten der Plattenkondensatoren ein besonders starker Feldgradient. Dort werden sich demnach die Partikel bei der Dielektrophorese besonders konzentrieren und sind dort durch die Impedanzänderung des jeweiligen Plattenkondensators gut nachweisbar. In this case, the dielectrophoresis between the Plate capacitors performed so that the particles adhere at least one of the electrodes of a plate capacitor collect and there with high accuracy and Probability of detection can be registered. Since the plates of the Plate capacitors essentially parallel to the Field lines of the alternating field in the middle between the Electrodes run on the mutually facing edges plate capacitors have a particularly strong field gradient. Accordingly, the particles will collect there Dielectrophoresis focus particularly and are there by Change in impedance of the respective plate capacitor is clearly detectable.

Zur besonders wirkungsvollen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist bei der Vorrichtung außerdem vorgesehen, dass die erste und die zweite Elektrode mit einem Wechselfeld wählbarer Frequenz beaufschlagbar sind. Diesem kann vorteilhaft ein Gleichspannungsfeld mit einem Feldgradienten überlagerbar sein. For the particularly effective execution of the invention The method also provides for the device that the first and the second electrode with an alternating field selectable frequency can be applied. This can advantageously a DC voltage field with a field gradient be superimposed.

Durch die wählbare Frequenz des Wechselfeldes kann einerseits die Nachweiswahrscheinlichkeit einer bestimmten Partikelart erhöht werden, andererseits können innerhalb eines Fluids auch verschiedene Partikelarten nacheinander detektiert werden. Durch ein zusätzliches Gleichspannungsfeld kann die Kraftwirkung auf die Partikel verstärkt werden. Due to the selectable frequency of the alternating field, on the one hand the probability of detection of a particular particle type can be increased, on the other hand, within a fluid also different particle types are detected one after the other become. With an additional DC voltage field, the Force effect on the particles are increased.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in einer Zeichnung gezeigt und anschließend beschrieben. In the following the invention is based on a Embodiment shown in a drawing and then described.

Dabei zeigt It shows

Fig. 1 die Anordnung der Plattenkondensatoren zur Durchführung der Dielektrophorese, Fig. 1 shows the arrangement of the plate capacitors to perform the dielectrophoresis,

Fig. 2 schematisch einen der Plattenkondensatoren mit einer Einrichtung zur Impedanzmessung. Fig. 2 shows schematically one of the plate capacitors with a device for impedance measurement.

In der Fig. 1 ist durch einen Flüssigkeitsspiegel 1 angedeutet, dass sich dort zwei als Plattenkondensatoren ausgebildete Messkondensatoren 2, 3 in einer Flüssigkeit befinden. In FIG. 1, a liquid level 1 indicates that there are two measuring capacitors 2 , 3 designed as plate capacitors in a liquid.

Die jeweils oberen Elektroden 4, 5 der Plattenkondensatoren 2, 3 bilden jeweils die erste und zweite Elektrode für die Dielektrophorese. Dazu sind die Elektroden 4, 5 mittels Anschlüssen 6, 7 mit einer hochfrequenten Wechselspannungsquelle 8 verbunden die eine Wechselspannung im Frequenzbereich zwischen einigen Kilohertz und 100 Megaherz erzeugt. The respective upper electrodes 4 , 5 of the plate capacitors 2 , 3 each form the first and second electrodes for dielectrophoresis. For this purpose, the electrodes 4 , 5 are connected by means of connections 6 , 7 to a high-frequency AC voltage source 8 which generates an AC voltage in the frequency range between a few kilohertz and 100 megahertz.

Durch das zwischen den Elektroden 4, 5 entstehende elektrische Wechselfeld werden die Partikel 9 polarisiert und dann durch einen Feldgradienten bevorzugt zu Bereichen hoher Feldstärke hin verschoben. Solche Punkte hoher Feldstärke werden beispielsweise durch die einander zugewandten Kanten der Elektroden 4, 5 gebildet, so dass sich die Partikel 9 dort im Laufe der Dielektrophorese ansammeln. The particles 9 are polarized by the alternating electric field that arises between the electrodes 4 , 5 and then preferably shifted towards areas of high field strength by a field gradient. Such points of high field strength are formed, for example, by the mutually facing edges of the electrodes 4, 5, so that the particles 9 collect there in the course of the dielectrophoresis.

Jeder der Elektroden 4, 5 ist zur Bildung eines als Plattenkondensator ausgebildeten Messkondensators 16 eine Gegenelektrode 10, 11 zugeordnet. Jeweils zwischen der Elektrode 4, 5 und der Gegenelektrode 10, 11 ist eine Isolationsschicht 12, 13, z. B. Keramik, Siliziumdioxid, Siliziumnitrid angeordnet. Each of the electrodes 4 , 5 is assigned a counterelectrode 10 , 11 to form a measuring capacitor 16 in the form of a plate capacitor. Between the electrodes 4 , 5 and the counterelectrode 10 , 11 there is an insulation layer 12 , 13 , e.g. B. ceramic, silicon dioxide, silicon nitride.

Der Großteil der Feldlinien innerhalb eines Plattenkondensators 2, 3 verläuft zwar direkt von einer Elektrode zur anderen, jedoch ergibt sich am Rand eines Plattenkondensators 2, 3 auch ein Streufeld. Dieses wird im vorliegenden Fall bei der Anwesenheit von Partikeln am Rand des Plattenkondensators 2, 3 von diesen beeinflusst. Haben die Partikel eine höhere Dielektrizitätskonstante als das Fluid, in dem der jeweilige Plattenkondensator 2, 3 sich befindet, das beispielsweise Wasser sein kann, so erhöhen sie die Kapazität des Kondensators, wenn sie sich an dessen Kante ansammeln. The majority of the field lines within a plate capacitor 2 , 3 runs directly from one electrode to another, but a stray field also results at the edge of a plate capacitor 2 , 3 . In the present case, this is influenced by the presence of particles at the edge of the plate capacitor 2 , 3 . If the particles have a higher dielectric constant than the fluid in which the respective plate capacitor 2 , 3 is located, which can be water, for example, they increase the capacitance of the capacitor when they accumulate on its edge.

Somit kann durch Messung der Impedanz beziehungsweise Kapazität der in dem Fluid angeordneten Plattenkondensatoren nach der Dielektrophorese der Nachweis des Vorhandenseins der Partikel (9) geführt werden. Thus, by measuring the impedance or capacitance of the plate capacitors arranged in the fluid after the dielectrophoresis, the presence of the particles ( 9 ) can be verified.

Außerdem kann auch durch den Betrag der Änderung der Kapazität der Plattenkondensatoren die Menge der vorhandenen Partikel bestimmt werden. It can also be changed by the amount of change Capacitance of the plate capacitors the amount of available Particles can be determined.

Die Fig. 2 zeigt hierzu eine Messvorrichtung, die jeweils einen Anschluss 14, 15 an jeder der Elektroden eines Plattenkondensators 16 aufweist. Die Anschlüsse 14, 15 sind mit einem Messgerät 17 verbunden, das beispielsweise bei einer festen Frequenz den Wechselstromwiderstand des Kondensators 16messen und somit dessen Kapazität bestimmen kann. Der gemessene Kapazitätswert wird dann an eine Vergleichseinrichtung 18 weitergegeben, wo der gemessene Wert mit einem gespeicherten Referenzwert verglichen wird. Aus dem Vergleich dieser beiden Werte wird dann die Zahl der Partikel am Rand des Plattenkondensators 16 bestimmt, hieraus mittels Referenzwerten die Konzentration der Partikel in dem Fluid ermittelt und einer Anzeige 19 zugeführt. Fig. 2 shows for this purpose a measuring device, each of which has a terminal 14, 15 at each of the electrodes of a plate capacitor 16. The connections 14 , 15 are connected to a measuring device 17 which, for example at a fixed frequency, can measure the AC resistance of the capacitor 16 and thus determine its capacitance. The measured capacitance value is then passed on to a comparison device 18 , where the measured value is compared with a stored reference value. The number of particles at the edge of the plate capacitor 16 is then determined from the comparison of these two values, the concentration of the particles in the fluid is determined therefrom by means of reference values and fed to a display 19 .

Die in den Figuren dargestellte Einrichtung mit zwei Plattenkondensatoren kann beispielsweise auf einem Keramikträger angeordnet sein, auf den ein Tropfen der zu analysierenden Flüssigkeit gebracht wird. Der in der Fig. 1 dargestellte Flüssigkeitsspiegel ist insofern nur symbolisch zu verstehen. Die Vorrichtung kann auch eine Flüssigkeit analysieren, während sie in einem Kanal mit definierter Geschwindigkeit an den Plattenkondensatoren (2, 3) vorbeiströmt. Die Verwirklichung der Erfindung führt dazu, dass Messungen sehr schnell durchführbar sind, dass keine Marker benötigt werden und dass die Messergebnisse einfach auch quantitativ auswertbar sind. Dabei hält sich der konstruktive Aufwand der Vorrichtung in Grenzen, so dass die Vorrichtung sehr kostengünstig herstellbar ist. The device with two plate capacitors shown in the figures can, for example, be arranged on a ceramic carrier onto which a drop of the liquid to be analyzed is placed. In this respect, the liquid level shown in FIG. 1 is only to be understood symbolically. The device can also analyze a liquid as it flows past the plate capacitors ( 2 , 3 ) in a channel at a defined speed. The implementation of the invention means that measurements can be carried out very quickly, that no markers are required and that the measurement results can simply be evaluated quantitatively. The design effort of the device is limited, so that the device can be manufactured very inexpensively.

Claims

1. A method for the detection of particles ( 9 ), in particular for measuring their concentration, in a fluid, in which the particles ( 9 ) are first displaced by means of dielectrophoresis in an arrangement with at least two electrodes ( 4 , 5 ) generating an alternating field and then at least partially detected, characterized in that the particles ( 9 ) which have reached one of the electrodes ( 4 , 5 ) by dielectrophoresis are detected there by measuring an impedance change at the electrode ( 4 , 5 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that the dielectrophoresis is operated for a certain time under defined electrical and geometric conditions and that an electrical capacitance measurement is then carried out on at least one of the electrodes ( 4 , 5 ) and the measured capacitance is compared with a reference value and the particle concentration in the fluid is determined from the deviation.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that for the purpose of dielectrophoresis, the alternating field between the two electrodes ( 4 , 5 ) is operated at a frequency which is matched to the type of particles ( 9 ) to be detected.

4. Device for the detection of particles ( 9 ), in particular for measuring their concentration in a fluid, with at least a first and a second electrode ( 4 , 5 ), between which an alternating field can be generated in the context of a dielectrophoresis, characterized in that at least a first of the electrodes ( 4 , 5 ) with a first counter electrode ( 10 , 11 ) forms a first measuring capacitor ( 16 ) and that the capacitance of the first measuring capacitor ( 16 ) can be measured by means of a measuring device ( 14 , 15 , 17 ).

5. The device according to claim 4, characterized in that the first ( 4 ) and the second electrode ( 5 ) each with a counter electrode ( 10 , 11 ) form a first and a second measuring capacitor ( 2 , 3 , 16 ).

6. Apparatus according to claim 4 or 5, characterized in that the first ( 4 ) and optionally the second electrode ( 5 ) with the respective counter electrode ( 10 , 11 ) each have a measuring capacitor ( 16 ) in the form of a plate capacitor ( 2 , 3 ) forms.

7. Apparatus according to claim 5 and 6, characterized in that the two plate capacitors ( 2 , 3 ) are arranged in a plane at a distance from one another.

8. The device according to claim 4 or one of the following, characterized in that the first ( 4 ) and the second electrode ( 5 ) with an alternating field selectable frequency can be applied.