DE10260071A1 - Apparatus for the analysis of biological cells, contained within a fluid, has a piezo electric unit to form droplets at the outlet of the capillary vessel for delivery to the analysis system without cell damage - Google Patents

Apparatus for the analysis of biological cells, contained within a fluid, has a piezo electric unit to form droplets at the outlet of the capillary vessel for delivery to the analysis system without cell damage Download PDF

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Abstract

Apparatus (10), for the analysis of biological cells (12) within a fluid (11), has a container (13) to hold the fluid as a capillary vessel. A piezo electric unit (16) is at the outlet end (15) of the container, to generate voltage pulses for a contraction to form droplets (18) to be passed to the analysis system (19). The droplets contain either no cells, or a whole number of cells and at most 5.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Analyse von in einer Flüssigkeit enthaltenen biologischen Zellen.The invention relates to a device for analyzing in a liquid contained biological cells.

In der DE-A-100 02 970 ist eine Vorrichtung zur Analyse von in Flüssigkeiten enthaltenen Elementen beschrieben. Die dort beschriebene Analyse kleinster Probenvolumina im Bereich von μl und weniger, wird dort derart betrieben, daß Laserlicht auf eine in einem Analyseraum tropfenförmig eingebbare Flüssigkeit zur Erzeugung eines Plasmas der tröpfchenförmigen Flüssigkeitsprobe gegeben wird. Das vom Plasma emittierte Licht wird dann auf eine Analyseeinrichtung gegeben, wobei aus den von der Analyseeinrichtung ermittelten Parametern Aufschlüsse über die chemische Zusammensetzung der Probe gewonnen werden können.In the DE-A-100 02 970 describes a device for analyzing elements contained in liquids. The analysis of the smallest sample volumes in the range of .mu.l and less described there is operated in such a way that laser light is applied to a liquid which can be introduced drop-shaped in an analysis room in order to generate a plasma of the droplet-shaped liquid sample. The light emitted by the plasma is then passed to an analysis device, and information about the chemical composition of the sample can be obtained from the parameters determined by the analysis device.

Handelt es sich bei den Probenvolumina allerdings um Flüssigkeiten, in denen biologische Zellen vorhanden sind, versagt die vorerwähnte Methode, da durch die Überführung des. Probenvolumens in ein Plasma die in der Flüssigkeit enthaltene biologische Zelle zerstört werden würde und Aufschlüsse über die Zusammensetzung und/oder den Aufbau der Zelle, die das eigentliche Analyseziel sind, nicht möglich wären.Is the sample volume but about liquids, in which biological cells are present, the aforementioned method fails, because by the transfer of the. Sample volume in a plasma the biological contained in the liquid Cell destroyed would be and information about the Composition and / or structure of the cell that is the real thing Analysis goals are not possible would.

Allgemein werden nach dem Stand der Technik die derzeit empfindlichsten Analysen an flüssigen Proben so durchgeführt, daß die Probe durch sogen. "Nebulizer" in eine Tröpfchenwolke überführt wird. Die Tröpfchen werden dann verschiedenen Prozeduren unterworfen, d.h. sie werden bspw. in einen Plasmazustand versetzt, siehe auch oben, oder sie werden durch ein elektrisches Feld aufgeladen und anschließend z.B. durch Verdampfung verkleinert, um elektrische Ladungen auf Molekülstrukturen zu übertragen. In einem zweiten Schritt werden die entsprechend konditionierten Tropfen bspw. in ein Massenspektrometer zur Analyse der Tropfen überführt. Auf diese Weise erhält man je nach Vorbehandlung der Tropfen entweder die Elementzusammensetzung, über den Plasmazustand, oder Aussagen über die molekularen Strukturen der Probe durch Aufladung von Molekülen oder Molekülbruchstücken.In general, according to the state of the Technology currently the most sensitive analyzes on liquid samples done so that the Sample by so-called "Nebulizer" is converted into a droplet cloud. The droplet are then subjected to various procedures, i.e. you will be For example, put in a plasma state, see also above, or her are charged by an electric field and then e.g. reduced by evaporation to electrical charges on molecular structures transferred to. In a second step, the correspondingly conditioned For example, drops are transferred to a mass spectrometer for analyzing the drops. To this Way gets depending on the pretreatment of the drops, either the element composition over which Plasma state, or statements about the molecular structures of the sample by charging molecules or Molecular fragments.

Sind allerdings Analysen einzelner biologischer Zellen, die in einer Flüssigkeit enthalten sind, durchzuführen, d.h. will man Aufschluß über die biologische Struktur und die chemische Zusammensetzung intakter biologischer Zellen erhalten, versagt auch das vorbeschriebene sogen. "Nebulizer"-Verfahren.However, are analyzes of individuals biological cells contained in a liquid. do you want information about the biological structure and chemical composition intact preserved biological cells, also fails the so-called. "Nebulizer" process.

Es ist somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der unter Beibehaltung an sich bekannter und bewährter Analysetechniken der chemischen Element- bzw. Molekülanalytik die Analyse einzelner, isolierter und intakter biologischer Zellen möglich ist, ohne daß im Zuge der Aufbereitung der Zellen bzw. der Flüssigkeit, in der die Zellen enthalten sind, d.h. gewissermaßen "schwimmen" die Zellen in ihrer biologischen und chemischen Struktur beeinträchtigt werden.It is therefore the task of the present Invention to provide a device while maintaining known and proven Analysis techniques of chemical element or molecule analysis the analysis of individual, isolated and intact biological cells possible is without In the course of the preparation of the cells or the liquid in which the cells are included, i.e. so to speak, the cells "swim" in their biological and chemical structure are affected.

Gelöst wird die Aufgabe gemäß der Erfindung durch eine Vorratseinrichtung, in der die die biologischen Zellen enthaltende Flüssigkeit aufgenommen wird, wobei ein austrittsseitiges Ende der Vorratseinrichtung mit einem piezoelektrischen Element derart versehen ist, daß es, sich unter dem Einfluß eines an das piezoelektrische Element angelegten Spannungsimpulses zusammenziehend, infolgedessen wenigstens einen Tropfen der die Zellen enthaltenden Flüssigkeit abgibt, der nachfolgend in eine Analyseeinrichtung gebbar ist.The object is achieved according to the invention through a storage facility in which the biological cells containing liquid is recorded, with an outlet-side end of the storage device is provided with a piezoelectric element such that it, itself under the influence of a contracting voltage pulse applied to the piezoelectric element, consequently at least one drop of those containing the cells liquid emits, which can subsequently be placed in an analysis device.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht darin, daß nicht Kollektive von Tröpfchen in einer Nebelwolke, wie bisher bei im Stand der Technik bekannten chemischen Element- bzw. Molekülanalyseverfahren, erzeugt werden, sondern einzelne Tröpfchen gewissermaßen als "Transportbehältnisse" für einzelne biologische Zellen erzeugt werden, die dann einer Analyse in einer Analyseeinrichtung unterzogen werden können, die an sich nach bekannten analytischen Prinzipien betrieben wird. Es ist also erfindungsgemäß tatsächlich möglich, wie aufgaben gemäß angestrebt, einzelne isolierte biologische Zellen zu analysieren.The advantage of the solution according to the invention is in that not Droplet collectives in a cloud of fog, as previously known in the prior art chemical element or molecular analysis methods, are generated, but rather individual droplets as "transport containers" for individuals biological cells are generated, which are then analyzed in a Analysis device can be subjected, which are known per se analytical principles. It is therefore actually possible according to the invention how aspired to tasks, analyze individual isolated biological cells.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist, daß das piezoelektrische Element bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen hochpräzise arbeitenden und hochpräzise steuerbaren Tröpfchengenerator darstellt. Das piezoelektrische Element zieht sich unter dem Einfluß eines Spannungsimpulses in Abhängigkeit der Länge des Spannungsimpulses ruckartig zusammen bzw. gibt bei elektrisch inversen Impulsen entsprechend der Länge des Spannungsimpulses ein entsprechendes Tropfenvolumen ab. Entsprechend einer vorbestimmbaren Wiederholungsrate der Spannungsimpulse kann eine Folge von Tropfen mit zeitlich vorwählbaren Abständen zwischen den Tropfen hergestellt werden, wodurch eine Analyse der Einzeltropfen und deren Auswertung möglich ist und nach entsprechender Speicherung der Analyseergebnisse ebenfalls eine statistische Bewertung der Analyseergebnisse möglich ist.Another major advantage is that the piezoelectric Element in the device according to the invention a highly precise working and highly precise controllable droplet generator represents. The piezoelectric element pulls under the influence of a Voltage pulse depending the length of the voltage pulse jerkily together or gives electrical inverse pulses corresponding to the length of the voltage pulse corresponding drop volume. According to a predeterminable Repetition rate of the voltage impulses can be a sequence of drops preselectable intervals be produced between the drops, making an analysis of the Individual drops and their evaluation is possible and after appropriate Storage of the analysis results also a statistical evaluation of the analysis results possible is.

Mittels einer statistischen Auswertung der Signale einer ausreichend großen Zahl von Tropfen können vereinzelte Zellen immer dann und nur dann mit ausreichender Sicherheit bzw. mit einem angemessenen kleinen Fehler analysiert werden, wenn die Zahl der Zellen in Tropfen klein ist, d.h. daß vorteilhafterweise der Tropfen keine oder eine ganzzahlige Zahl von Zellen enthält, wobei vorzugsweise die Zahl der Zellen pro Tropfen < 5 ist.Using a statistical evaluation the signals of a sufficiently large number of drops can be isolated Cells always and only then with sufficient security or be analyzed with a reasonable small error if the Number of cells in drops is small, i.e. that advantageously the drop contains no or an integer number of cells, preferably the number of cells per drop <5 is.

Durch das Anlegen eines geeignet polarisierten Spannungsimpulses kann das piezoelektrische Element auch gewissermaßen als Pumpe betrieben werden, indem es sich nämlich unter dem Einfluß des Spannungsimpulses rückartig zusammenzieht, so daß sowohl eine Pumpe als auch ein Tropfengenerator geschaffen wird. Bei dieser Betriebs weise ist somit die Vorratseinrichtung durch Unterdruck mit der Flüssigkeit, in der die Zellen enthalten sind, befüllbar, es ist aber auch möglich, die Vorratseinrichtung bspw. als Kapillare auszubilden, so daß diese mit der die Zellen enthaltenden Flüssigkeit befüllt wird. Die Vorratseinrichtung ist in diesem Fall vorzugsweise ein kapillares Gefäß.By applying a suitably polarized voltage pulse, the piezoelectric element can also be operated to a certain extent as a pump by contracting backwards under the influence of the voltage pulse, so that both a pump and a drop generator are created. In this mode of operation is so with the storage device can be filled with negative pressure with the liquid in which the cells are contained, but it is also possible to design the storage device as a capillary, for example, so that it is filled with the liquid containing the cells. In this case, the storage device is preferably a capillary vessel.

Als Analyseeinrichtung können alle geeigneten Analyseeinrichtungen, wie sie für die Ausführung bekannter Analysemethoden im Stand der Technik bekannt sind und verwendet werden, herangezogen werden. Vorzugsweise ist die mit der Erfindung zusammenwirkende Analyseeinrichtung jedoch ein Massenspektrometer.As an analysis device, everyone can suitable analysis facilities, such as those used to carry out known analysis methods are known and used in the prior art. The analysis device interacting with the invention is preferably however, a mass spectrometer.

Für bestimmte Analyseschritte kann es notwendig sein, in dem gem. der Vorrichtung erzeugten Tropfen, der die Zelle enthält, bestimmte Reaktionen durchzuführen, bspw. das gezielte Platzen der Zellwände zu induzieren. Dazu eignet sich eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung auf ganz besonders vorteilhafte Weise, indem nämlich wenigstens zwei Vorratseinrichtungen vorgesehen sind, an denen an deren jeweiligen austrittsseitigen Enden das piezoelektrische Element derart angeordnet ist, daß es, sich unter dem Einfluß eines jeweils an die piezoelektrischen Elemente angelegten Spannungsimpulses zusammenziehend, infolgedessen bei einer Vorratseinrichtung einen Tropfen der die Zelle enthaltenden Flüssigkeit und bei der anderen Vorratseinrichtung einen Tropfen einer vorbestimmten Flüssigkeitszusammensetzung abgibt, wobei der die Zelle enthaltende Tropfen und der Tropfen aus der vorbestimmten Flüssigkeitszusammensetzung vor Eintritt in die Analyseeinrichtung zu einem Tropfen vereinigt werden.For certain analysis steps may be necessary in which the Device generated drops containing the cell determined Carry out reactions For example, to induce the targeted bursting of the cell walls. Suitable for this Another embodiment of the device is particularly advantageous Way by namely at least two storage facilities are provided, on which at their the respective outlet ends of the piezoelectric element is arranged in such a way that yourself under the influence of a voltage pulse applied to each of the piezoelectric elements contracting, consequently one at a storage facility Drop of the liquid containing the cell and the other Storage device a drop of a predetermined liquid composition emits, the drop containing the cell and the drop from the predetermined liquid composition combined into a drop before entering the analysis device become.

Bei dieser vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung wird der die Zelle enthaltende Tropfen mit einem weiteren Tropfen quasi beschossen, wobei der zweite Tropfen vorbestimmte Stoffe enthalten kann bzw. Ladungen transportieren kann, die in dem die Zelle enthaltenden Tropfen, wie angestrebt, eine geeignete, gewünschte Reaktion, wie bspw. das Platzen der Zellwände usw., auslösen.With this advantageous development the device contains the drop containing the cell with a Another drop is shot at, the second drop predetermined May contain substances or can transport loads that are in the drop containing the cell, as desired, a suitable, desired Trigger a reaction, such as the bursting of the cell walls, etc.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispieles und anhand eines modifizierten Ausführungsbeispieles im einzelnen beschrieben. Darin zeigen:The invention is described below Reference to the attached schematic drawings using an exemplary embodiment and of a modified embodiment described in detail. In it show:

1 den Grundaufbau der Vorrichtung beim Beladen der Vorrichtung mit einer biologische Zellen enthaltenden Flüssigkeit, 1 the basic structure of the device when loading the device with a liquid containing biological cells,

2 die Vorrichtung gem. 1 im Zustand der Beladung mit einer biologische Zellen enthaltenden Flüssigkeit, 2 the device acc. 1 in the state of being loaded with a liquid containing biological cells,

3 die Vorrichtung bei der Abgabe von zu analysierenden Tropfen und 3 the device when dispensing drops to be analyzed and

4 eine Vorrichtung, bei der zwei Vorratseinrichtungen vorgesehen sind, wobei die eine Vorratseinrichtung Zellen enthaltende Tropfen aus Flüssigkeiten abgibt und die andere Vorratseinrichtung Tropfen aus Flüssigkeiten bzw. Flüssigkeitsgemischen vorbestimmter Art bzw. vorbestimmter Zusammensetzung abgibt, wobei vor Eintritt in die Analyseeinrichtung beide unterschiedlichen Arten von Tropfen zusammen geführt und im zusammengeführten Zustand auf die Analyseeinrichtung gegeben werden. 4 a device in which two storage devices are provided, the one storage device delivering drops of liquids from cells and the other storage device delivering drops of liquids or liquid mixtures of a predetermined type or predetermined composition, with both different types of drops together before entering the analysis device guided and placed in the merged state on the analysis device.

Die Erfindung wird nun zunächst unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben.The invention will now be described first with reference to the 1 and 2 described.

Die Vorrichtung 10 umfaßt eine Vorratseinrichtung 13, die bspw. als kapillares Gefäß ausgebildet sein kann. Die Vorratseinrichtung 13 weist eine als Auslaß und Einlaß wirkende Öffnung 14 auf, über die Flüssigkeit 11, in der zu untersuchende bzw. zu analysierende biologische Zellen 12 gewissermaßen schwimmend aufgenommen sind. Um ein austrittsseitiges Ende 15 der Vorratseinrichtung 13 ist ein piezoelektrisches Element 16 angeordnet, das seine Struktur in Abhängigkeit einer angelegten Spannung ändert. Das piezoelektrische Element 16 kann somit gezielt kontrahieren bzw. sich erweitern. Dadurch ist es möglich, daß bei Anlage eines geeignet polarisierten Spannungsimpulses 17 über die Einlaß- bzw. Auslaßöffnung 14 aus einem Flüssigkeitsvorrat 20 Flüssigkeit 11 einschl. der in der Flüssigkeit 11 schwimmenden biologischen Zellen 12 in die Vorratseinrichtung 13 gepumpt wird. Die mit Flüssigkeit 11 und Zellen 12, die hier durch eine Sternchen-Darstellung symbolisiert sind, gefüllte Vorratseinrichtung 13 ist in 2 dargestellt. Im Flüssigkeitsvorrat 20 befindet sich dann keine Flüssigkeit mehr.The device 10 includes a storage facility 13 , which can be designed, for example, as a capillary vessel. The storage facility 13 has an opening acting as an outlet and inlet 14 on, over the liquid 11 , in the biological cells to be examined or analyzed 12 are taken floating, so to speak. At an exit end 15 the storage facility 13 is a piezoelectric element 16 arranged, which changes its structure depending on an applied voltage. The piezoelectric element 16 can thus contract or expand. This makes it possible for a suitably polarized voltage pulse to be applied 17 via the inlet or outlet opening 14 from a liquid supply 20 liquid 11 including those in the liquid 11 floating biological cells 12 in the storage facility 13 is pumped. The one with liquid 11 and cells 12 , which are symbolized here by an asterisk representation, filled storage facility 13 is in 2 shown. In the liquid supply 20 then there is no more liquid.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß ein Flüssigkeitsvorrat 20 in Form eines abgeschlossenen Behältnisses, wie es in den 1 und 2 schematisch dargestellt wird, zur Befüllung der Vorratseinrichtung 13 nicht zwingend erforderlich ist. Mittels der Vorrichtung 10 kann auch die die biologischen Zellen 12 enthaltende Flüssigkeit von einer beliebigen Flüssigkeitsoberfläche abgenommen werden, die mit der zu analysierenden Flüssigkeit behaftet ist.It should also be noted that a liquid supply 20 in the form of a sealed container, as in the 1 and 2 is shown schematically for filling the storage device 13 is not mandatory. By means of the device 10 can also the the biological cells 12 containing liquid can be removed from any liquid surface which is afflicted with the liquid to be analyzed.

In 3 ist die Vorrichtung 10 in kompletter Form dargestellt, d.h. im Zusammenwirken der mit einer der die Zellen 12 enthaltenden Flüssigkeit 11 gefüllten Vorratseinrichtung 13.In 3 is the device 10 presented in complete form, ie in the interaction of one of the cells 12 containing liquid 11 filled storage facility 13 ,

Durch Anlegen eines geeignet langen und eines geeignet polarisierten Spannungsimpulses 17 kann das piezoelektrische Element 16 einen Tropfen 18 ausstoßen, der in die Analyseeinrichtung 19, bspw. durch Schwerkraft getrieben, eingeführt wird. Die Anzahl der Tropfen 18 pro Zeit, die mittels der Vorrichtung 10 erzeugt wird, ist eine Funktion der Folge der Spannungsimpulse 17, die an das piezoelektrische Element 16 angelegt werden. Die Zellen 12 verteilen sich nach den Regeln der Statistik auf die einzelnen Tropfen 18, was in 3 dadurch symbolisiert ist, daß einzelne Tropfen 18 eine Zelle 12 enthalten und einzelne Tropfen 18 nicht. Die Tropfen 18 werden einzeln in der Analyseeinrichtung 19 analysiert, die bspw. ein Massenspektrometer ist, d.h. die Tropfen werden mit der bekannten massenspektrometrischen Methode analysiert.By applying a suitably long and a suitably polarized voltage pulse 17 can the piezoelectric element 16 a drop 18 expel that into the analyzer 19 , for example driven by gravity, is introduced. The number of drops 18 per time using the device 10 generated is a function of the sequence of voltage pulses 17 attached to the piezoelectric element 16 be created. The cells 12 are distributed among the individual drops according to the rules of statistics 18 what in 3 is symbolized by the fact that individual drops 18 a cell 12 included and individual drops 18 Not. The drops 18 are individually in the analysis facility 19 analyzed, which is a mass spectrometer, for example, ie the drops are analyzed using the known mass spectrometer metric method analyzed.

Hervorzuheben ist, daß die die Zellen 12 enthaltende Flüssigkeit 11 mittels der Vorrichtung 10 bei ihrem bestimmungsgemäßen Betrieb quantitativ und verlustfrei in eine Reihe von Tropfen 18 überführt wird. Durch geeignet eingestellte Länge des Spannungsimpulses 17 kann das Volumen der Tropfen 18 so bemessen werden, daß nur eine sehr kleine Zahl von Zellen 12 in einen Tropfen 18 aufgenommen wird. Es ist mittels der Vorrichtung 10 möglich, Tropfen 18 zu generieren, bei der lediglich eine Zelle 12 pro Tropfen 18 enthalten sind.It should be emphasized that the cells 12 containing liquid 11 by means of the device 10 in their intended operation, quantitatively and without loss into a series of drops 18 is transferred. By suitably set length of the voltage pulse 17 can be the volume of the drops 18 be sized so that only a very small number of cells 12 in a drop 18 is recorded. It is by means of the device 10 possible drop 18 to generate just one cell 12 per drop 18 are included.

4 zeigt eine Vorrichtung 10, bei der zwei Vorratseinrichtungen 13, 130 vorgesehen sind. Die Vorrichtungen 13, 130 weisen einen identischen Aufbau auf, wie er vorangehend beschrieben worden ist, was gleichermaßen für den Befüllvorgang mit Flüssigkeiten 11 gilt und den Mechanismus der Abgabe der Tropfen 18 bzw. 180. Der Unterschied gegenüber der in den 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung 10 ist jedoch der, daß in der einen Vorratseinrichtung 13 die Flüssigkeit 11 gespeichert ist, die die biologischen Zellen 12 enthält, während in der anderen Vorratseinrichtung 130 eine Flüssigkeit 110 enthalten ist, die bspw. zellenfrei ist, die allerdings so in Bezug auf ihre Art und Zusammensetzung gewählt werden kann, daß sie bspw. mit der die biologischen Zellen 12 enthaltenden Flüssigkeit 11 reagieren kann oder lediglich mit den Zellen 12, wenn diese in den Tropfen 18 quantifiziert aus dem Auslaß 14 bzw. dem Auslaß 140 austreten und vor Eintritt in die Analyseeinrichtung 19 zu einem neuen Tropfen 21 vereinigt werden. Es können somit am Vereinigungspunkt der Tropfen 18 und 180 nicht nur geeignete Reaktionen im Tropfen 18 bzw. an den bzw. in den biologischen Zellen 12 ablaufen, vielmehr können auch für bestimmte Untersuchungsziele Reagenzien zugeführt werden, die in dem Tropfen 12 am Vereinigungspunkt geeignete Reaktionen wie z.B. das Platzen der Zellwände der Zellen 12 auslösen. 4 shows a device 10 , at the two storage facilities 13 . 130 are provided. The devices 13 . 130 have an identical structure as described above, which is the same for the filling process with liquids 11 applies and the mechanism of dispensing the drops 18 or 180. The difference compared to that in the 1 to 3 shown device 10 is, however, that in one storage facility 13 the liquid 11 which stores the biological cells 12 contains while in the other storage facility 130 a liquid 110 is contained, which is, for example, cell-free, but which, however, can be selected in terms of its type and composition in such a way that, for example, it is compatible with the biological cells 12 containing liquid 11 can react or only with the cells 12 if this is in the drops 18 quantified from the outlet 14 or the outlet 140 exit and before entering the analysis facility 19 to a new drop 21 be united. The drops can therefore be found at the point of union 18 and 180 not just suitable reactions in the drop 18 or on or in the biological cells 12 run, rather, reagents can be added to certain test targets, which are in the drop 12 suitable reactions at the point of union, such as the bursting of the cell walls of the cells 12 trigger.

Die von der Analyseeinrichtung gelieferten Analyseergebnisse, was sowohl für die Vorrichtung 10 gemäß den 1 bis 3 gilt als auch für die Vorrichtung 10 gem. 4, werden ausgewertet und gespeichert. Die Reihe der Analyseergebnisse kann dann einer statistischen Bewertung unterworfen werden. Dabei werden verschiedene, in einer Flüssigkeitsprobe vorhandene Arten von Zellen 12 unterschieden. Die Zahl der Zellen 12 pro Tropfen 18 wird ermittelt. Tropfen 18, die keine Zellen 12 transportieren, werden erkannt. Die Prozedur wird dadurch vereinfacht, daß die Zahl der Zellen 12, die in einem Tropfen 18 enthalten sind, bei geeigneter Einstellung des Volumens der Tropfen 18 lediglich zwischen null und einer sehr kleinen Zahl variieren kann.The analysis results provided by the analysis device, which is both for the device 10 according to the 1 to 3 applies as well for the device 10 acc. 4, are evaluated and saved. The series of analysis results can then be subjected to statistical evaluation. This involves different types of cells present in a liquid sample 12 distinguished. The number of cells 12 per drop 18 is determined. drops 18 that have no cells 12 transport are recognized. The procedure is simplified in that the number of cells 12 that in a drop 18 are included, with appropriate adjustment of the volume of the drops 18 can only vary between zero and a very small number.

Im Falle einer Reihe gleichartiger Zellen 12 werden die Signale von Tropfen 18, in denen Zellen 12 transportiert werden, normiert und zur Erhöhung der Genauigkeit gemittelt. Signale von Tropfen 18, die keine Zelle 12 enthalten, werden in jedem Falle gemittelt und zur Bestimmung eines Untergrundsignals herangezogen.In the case of a series of similar cells 12 are the signals from drops 18 in which cells 12 transported, standardized and averaged to increase accuracy. Drop signals 18 that are not a cell 12 contained, are averaged in any case and used to determine a background signal.

1010
Vorrichtungcontraption
1111
Flüssigkeitliquid
110110
Flüssigkeitliquid
1212
biologische Zellenbiological cell
1313
Vorratseinrichtungstocker
130130
Vorratseinrichtungstocker
1414
Auslaß/EinlaßOutlet / inlet
140140
Auslaß/EinlaßOutlet / inlet
1515
austrittsseitiges Endeexit side The End
150150
austrittsseitiges Endeexit side The End
1616
piezoelektrisches Elementpiezoelectric element
160160
piezoelektrisches Elementpiezoelectric element
1717
Spannungsimpulsvoltage pulse
170170
Spannungsimpulsvoltage pulse
1818
Tropfendrops
180180
Tropfendrops
1919
Analyseeinrichtunganalyzer
2020
Flüssigkeitsvorratliquid storage
2121
Tropfen (verschmoldrops (verschmol
zener)zener)

Claims (7)

Vorrichtung zur Analyse von in einer Flüssigkeit enthaltenen biologischen Zellen, gekennzeichnet durch eine Vorratseinrichtung (13), in der die die biologischen Zellen (12) enthaltende Flüssigkeit (11) aufgenommen wird, wobei ein austrittsseitiges Ende (15) der Vorratseinrichtung (13) mit einem piezoelektrischen Element (16) derart versehen ist, daß es, sich unter dem Einfluß eines an das piezoelektrische Element (16) angelegten Spannungsimpulses (17) zusammenziehend, infolgedessen wenigstens einen Tropfen (18) der die Zelle (12) enthaltenden Flüssigkeit (11) abgibt, der nachfolgend in eine Analyseeinrichtung (19) gebbar ist.Device for analyzing biological cells contained in a liquid, characterized by a storage device ( 13 ) in which the biological cells ( 12 ) containing liquid ( 11 ) is recorded, with an outlet-side end ( 15 ) of the storage facility ( 13 ) with a piezoelectric element ( 16 ) is provided in such a way that, under the influence of a contact with the piezoelectric element ( 16 ) applied voltage pulse ( 17 ) contracting, consequently at least one drop ( 18 ) the cell ( 12 ) containing liquid ( 11 ), which subsequently transfers to an analysis device ( 19 ) can be given. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tropfen (18) keine oder eine ganzzahlige Zahl von Zellen (12) enthält.Device according to claim 1, characterized in that the drop ( 18 ) no or an integer number of cells ( 12 ) contains. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahl der Zellen (12) pro Tropfen (18) < 5 ist.Device according to claim 2, characterized in that the number of cells ( 12 ) per drop ( 18 ) <5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratseinrichtung (13) durch Kapillarkraft und/oder Unterdruck mit der Flüssigkeit (11) befüllbar ist.Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the storage device ( 13 ) by capillary force and / or negative pressure with the liquid ( 11 ) can be filled. Vorrichtung nach einem oder beiden der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratseinrichtung (13) ein kapillares Gefäß ist.Device according to one or both of claims 1 to 4, characterized in that the storage device ( 13 ) is a capillary tube. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Analyseeinrichtung (19) ein Massenspektrometer ist.Device according to one or more of the Claims 1 to 3, characterized in that the analysis device ( 19 ) is a mass spectrometer. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Vorratseinrichtungen (13, 130) vorgesehen sind, an denen an deren jeweiligen austrittsseitigen Enden (15, 150) das piezoelektrische Element (16, 160) derart angeordnet ist, daß es, sich unter dem Einfluß jeweils eines an die piezoelektrischen Elemente (16, 160) angelegten Spannungsimpulses (17, 170) zusammenziehend, infolgedessen bei einer Vorratseinrichtung (13) einen Tropfen (18), der die Zelle (17} enthaltenden Flüssigkeit (11) und bei der anderen Vorratseinrichtung (130) einen Tropfen (180) einer vorbestimmten Flüssigkeitszusammensetzung abgibt, wobei der die Zelle (12) enthaltende Tropfen (18) und der Tropfen (180) aus der vorbestimmten Flüssigkeitszusammensetzung vor Eintritt in die Analyseeinrichtung (19) zu einem Tropfen (21) vereinigt werden.Device according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that at least two storage devices ( 13 . 130 ) are provided on which at their respective exit ends ( 15 . 150 ) the piezoelectric element ( 16 . 160 ) is arranged in such a way that, under the influence of one each, the piezoelectric elements ( 16 . 160 ) applied voltage pulse ( 17 . 170 ) contracting, consequently at a storage facility ( 13 ) a drop ( 18 ) which the cell ( 17 liquid containing ( 11 ) and at the other storage facility ( 130 ) a drop ( 180 ) dispenses a predetermined liquid composition, the cell ( 12 ) containing drops ( 18 ) and the drop ( 180 ) from the predetermined liquid composition before entering the analysis device ( 19 ) to a drop ( 21 ) be united.
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