DE10127247B4

DE10127247B4 - Apparatus and method for the electrical treatment of suspended biological particles

Info

Publication number: DE10127247B4
Application number: DE2001127247
Authority: DE
Inventors: Ulrich Prof. Dr. Zimmermann
Original assignee: Eppendorf SE
Current assignee: Eppendorf SE
Priority date: 2001-06-05
Filing date: 2001-06-05
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2021-06-06
Also published as: DE10127247A1

Abstract

Elektrodenkammer (100), insbesondere zur Behandlung suspendierter biologischer Zellen und/oder Zellbestandteile, die aufweist:
– einen Suspensionsbehälter (110), und
– mehrere Elektrodenträger (120), die jeweils mindestens ein Elektrodenpaar (130) aufweisen und im Suspensionsbehälter (110) angeordnet sind, wobei jeder Elektrodenträger (120) durch einen planaren, plattenförmigen Trägerkörper (121) mit mindestens einer planaren Seitenfläche (122, 123) gebildet wird und das mindestens eine Elektrodenpaar (130), das aus zwei elektrisch voneinander getrennt angeordneten Elektroden besteht, auf der planaren Seitenfläche (122, 123) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
– der Suspensionsbehälter (110) durch eine Wanne mit einer Bodenfläche (111) und Seitenwänden (112) gebildet ist,
– die Bodenfläche (111) und/oder Seitenwände (112) der Wanne mit einer Vielzahl von voneinander beabstandeten Positioniereinrichtungen (113) ausgestattet sind, an denen jeweils ein Elektrodenträger (120) lösbar befestigt werden kann, und
– die Elektrodenträger (120) mit den Trägerkörpern (121) parallel zueinander und lösbar an den Positioniereinrichtungen (113) angeordnet sind, wobei...Electrode chamber (100), in particular for the treatment of suspended biological cells and / or cell constituents, comprising:
- A suspension container (110), and
- a plurality of electrode supports (120), each having at least one pair of electrodes (130) and are arranged in the suspension container (110), each electrode carrier (120) by a planar, plate-shaped support body (121) having at least one planar side surface (122, 123) is formed and the at least one pair of electrodes (130), which consists of two electrically separated from each other arranged electrodes, on the planar side surface (122, 123) is arranged,
characterized in that
The suspension container (110) is formed by a trough with a bottom surface (111) and side walls (112),
- The bottom surface (111) and / or side walls (112) of the trough with a plurality of spaced-apart positioning means (113) are provided, on each of which an electrode support (120) can be releasably secured, and
- The electrode carrier (120) with the support bodies (121) are arranged parallel to each other and releasably on the positioning means (113), wherein ...

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur Behandlung suspendierter biologischer Partikel mit elektrischen Feldern, insbesondere Elektrodenkammern zur Elektroporation und/oder Elektrofusion von biologischen Zellen oder Zellbestandteilen, Elektrodenträger für derartige Vorrichtungen und Verfahren zur Behandlung suspendierter biologischer Partikel mit elektrischen Feldern, insbesondere Elektroporations- und Elektrofusionsverfahren.The The invention relates to devices for the treatment of suspended biological Particles with electric fields, in particular electrode chambers for the electroporation and / or electrofusion of biological cells or cell constituents, electrode supports for such devices, and Method for treating suspended biological particles with electric fields, in particular electroporation and electrofusion processes.

Die Behandlung von biologischen Zellen oder Zellbestandteilen mit elektrischen Feldern zur Modifizierung der Struktur und/oder stofflichen Zusammensetzung der behandelten Partikel ist allgemein bekannt (siehe U. Zimmermann, G.A. Neil, Eds. CRC Press, London, 1996 Electromanipulation of Cells). Bei der Elektroporation wird die Membran biologischer Zellen unter Wirkung elektrischer Felder kurzzeitig reversibel durchbrochen, so dass Substanzen aus einer Suspensionsflüssigkeit in das Zellinnere geschleust werden können. Bei der Elektrofusion werden zwei (oder mehr) Zellen oder Zellbestandteile unter Wirkung eines elektrischen Feldes miteinander fusioniert, Aufgaben der Elektrofusion bestehen bspw. in der Erzeugung von Hybridzellen, die in einem gemeinsamen Zellkern genetische Materialen beider Fusionspartner enthalten, oder von modifizierten Zellen, bei denen die Fusionsprodukte aus Zellen des einen Fusionspartners und Zellbestandteilen des zweiten Fusionspartners bestehen. Die zuletzt genannte Anwendung ist insbesondere bei der Modifizierung von antigentragenden Zellen (z. B. dendritischen Zellen) mit Bestandteilen von Tumorzellen von Interesse.The Treatment of biological cells or cell components with electrical Fields for modifying the structure and / or material composition the treated particles are well known (see U. Zimmermann, G.A. Neil, Eds. CRC Press, London, 1996 Electromanipulation of Cells). In electroporation, the membrane of biological cells under Effect of electric fields reversibly reversible for a short time, allowing substances from a suspension fluid into the cell interior can be channeled. In electrofusion, two (or more) cells or cell components become lodged Effect of an electric field merged with each other, tasks the electrofusion exist, for example, in the production of hybrid cells, the genetic material of both fusion partners in a common cell nucleus contain, or from modified cells, where the fusion products from cells of one fusion partner and cell components of the second Merger partners. The latter application is particular in the modification of antigen-carrying cells (eg dendritic cells) Cells) with constituents of tumor cells of interest.

Herkömmliche Kammern zur Elektroporation oder -fusion biologischer Partikel bestehen aus einem Suspensionsbehälter zur Auf nahme einer Zellsuspension und mehreren im Suspensionsbehälter angeordneten Elektroden. Die Elektroden sind elektrisch mit einer Steuereinrichtung verbunden, um anwendungsabhängig mit bestimmten Spannungen oder Spannungsfolgen beaufschlagt zu werden. Die Elektroden sind so geformt und angeordnet, dass in der Suspensionsflüssigkeit inhomogene elektrische Felder zu elektrischen Behandlung der Zellen erzeugt werden. Erfahrungen mit den im Folgenden erläuterten Bauformen herkömmlicher Porations- oder Fusionskammern haben gezeigt, dass die Behandlungsergebnisse insbesondere von geometrischen Eigenschaften des Suspensionsbehälters und der Elektrodenanordnung abhängen. Es ist insbesondere erforderlich, dass die Suspensionsdichte zwischen den Elektroden nicht zu hoch ist, da sonst bspw. bei der Elektroporation auf die Partikel verschieden starke elektrische Felder wirken oder bei der Elektrofusion unkontrollierbare Mehrfachfusionen auftreten. Überhöhte Suspensionsdichten ergeben nicht-reproduzierbare Porations- oder Fusionsergebnisse.conventional Chambers for electroporation or fusion of biological particles exist from a suspension container to take on a cell suspension and several arranged in the suspension tank Electrodes. The electrodes are electrically connected to a control device connected to application-dependent be subjected to certain voltages or voltage sequences. The electrodes are shaped and arranged so that in the suspension liquid inhomogeneous electric fields for electrical treatment of the cells be generated. Experiences with the following explained Types of conventional Porous or fusion chambers have shown that the treatment outcomes in particular of geometric properties of the suspension container and Depend on the electrode assembly. It is particularly necessary that the suspension density between the Electrodes are not too high, otherwise, for example, in electroporation act on the particles different strong electric fields or In the case of electrofusion uncontrollable multiple fusions occur. Excessive suspension densities yield non-reproducible Poration or fusion results.

Bei hohen Suspensionsdichten ist zwar eine reversible Permeabilisierung (Elektroporation) möglich. Es tritt jedoch das Problem auf, dass bspw. suspendierte Zellen je nach ihrer Position relativ zu den Elektroden unterschiedlichen Feldstärken ausgesetzt werden. Da die Elektroporation auf der Grundlage der integrierten Laplace-Gleichung empfindlich von der Feldstärke abhängig ist, ergibt sich eine Variationsbreite des Permeabilisierungsgrades der Zellen und damit der Transfektionsraten. Für eine möglichst gleichförmige Aufnahme von Fremdmolekülen in die permeabilisierten Zellen (geringe Variationsbreite) sollte die Zelldichte in der Suspension geringer als rund 10⁶ Zellen/ml sein.At high suspension densities, although a reversible permeabilization (electroporation) is possible. However, there is the problem that, for example, suspended cells are exposed to different field strengths depending on their position relative to the electrodes. Since electroporation is sensitively dependent on field strength based on the integrated Laplace equation, there is a variation in the degree of permeabilization of the cells and thus in the transfection rates. For the most uniform possible uptake of foreign molecules into the permeabilized cells (small range of variation), the cell density in the suspension should be less than about 10 ⁶ cells / ml.

Bei der Erzeugung von Hybridzellen durch Elektrofusion ist die Hybridausbeute in der Regel wesentlich geringer als die Fusionsausbeute. Besonders hohe Hybridausbeuten wurden bisher mit der sog. Helixkammer (siehe z. B. DE 33 17 415 ) erzielt. In 9 ist die Helixkammer 101' zur Elektrofusion biologischer Zellen schematisch illustriert. Die Helixkammer 101' besteht aus einem zylinderförmigen Suspensionsbehälter 10', in dem ein tubusförmiger Elektrodenträger 20' angeordnet ist. Auf den stark gekrümmten Elektrodenträger 20' mit einem Durchmesser von rd. 1 cm ist ein Elektrodenpaar 30' gewickelt, das aus zwei parallelen Elektrodendrähten 31', 32' mit einem Abstand von rund 200 μm besteht (siehe vergrößerte Ausschnittsdarstellung im unteren Teil von 9). Das Elektrodenpaar 30' ist über die Verbindungsleitungen 40' mit einer Steuereinrichtung verbunden. Zur Durchführung einer Zellfusion wird eine Zellsuspension mit den Fusionspartnern in den Suspensionsbehälter 10' gefüllt. Anschließend wird der Elektrodenträger 20' eingeführt und das Elektrodenpaar 30' mit bestimmten Steuerspannungen beaufschlagt. Zunächst werden mittels Dielektrophorese Zellen aus der Suspension kettenartig zwischen den Elektrodendrähten ausgerichtet. Anschließend erfolgt die Beaufschlagung des Elektrodenpaares 30' mit der eigentlichen Fusionsspannung, unter deren Wirkung benachbarte Zellen in der ausgerichteten Kette Fusionsprodukte bilden.In the production of hybrid cells by electrofusion, the hybrid yield is usually much lower than the fusion yield. Particularly high hybrid yields have hitherto been achieved with the so-called helix chamber (see, for example, US Pat. DE 33 17 415 ) achieved. In 9 is the helix chamber 101 ' schematically illustrates the electrofusion of biological cells. The helix chamber 101 ' consists of a cylindrical suspension tank 10 ' in which a tubular electrode carrier 20 ' is arranged. On the strongly curved electrode carrier 20 ' with a diameter of approx. 1 cm is a pair of electrodes 30 ' wound, consisting of two parallel electrode wires 31 ' . 32 ' with a distance of about 200 microns (see enlarged excerpt in the lower part of 9 ). The electrode pair 30 ' is over the connecting lines 40 ' connected to a control device. To perform a cell fusion, a cell suspension with the fusion partners in the suspension container 10 ' filled. Subsequently, the electrode carrier 20 ' introduced and the electrode pair 30 ' subjected to certain control voltages. First, by means of dielectrophoresis, cells from the suspension are aligned in a chain between the electrode wires. Subsequently, the admission of the electrode pair takes place 30 ' with the actual fusion stress under which adjacent cells in the aligned chain form fusion products.

Die Helixkammer 101' gemäß 9 hat sich zwar wegen der relativ hohen Hybridausbeute als vorteilhaft erwiesen. Sie besitzt aber auch eine Reihe von Nachteilen. Erstens ist es technisch extrem aufwendig, den Elektrodenträger 20' mit dem Elektrodenpaar 30' herzustellen. Die Elektrodendrähte 31', 32' besitzen jeweils eine Länge von rund einem Meter. Sie müssen auf dem Elektrodenträger 20' parallel mit Abstand voneinander aufgewickelt werden. Zweitens ist die Anwendung der Elektroden auf einer stark gekrümmten Oberfläche nachteilig für die Ausbildung definierter Feldbedingungen. Drittens ist die Anwendung der Helixkammer insbesondere in der Medizin nur beschränkt möglich. Wegen der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Elektrodendrähte und des Elektrodenträgers können Helixkammern nicht autoklaviert werden. Es ist zwar eine Alkoholsterilisierung möglich, die jedoch bei medizinischen Anwendungen nicht erlaubt ist. Des Weiteren eignet sich die Helixkammer nur für relativ geringe Suspensionsvolumina im ml-Bereich. Eine Mehrfachnutzung zur Fusionsbehandlung eines größeren Suspensionsvolumens würde aufwendige Reinigungsschritte erfordern und wäre daher sehr zeitaufwendig. Eine Neubefüllung der Kammer ist nur mit einem vollständig getrockneten Probenträger möglich. Schließlich ist die Helixkammer wegen der hohen Herstellungskosten nicht als Einwegprodukt (sog. Disposable-Produkt) geeignet.The helix chamber 101 ' according to 9 Although it has proved to be advantageous because of the relatively high hybrid yield. But it also has a number of disadvantages. First, it is technically extremely expensive, the electrode carrier 20 ' with the electrode pair 30 ' manufacture. The electrode wires 31 ' . 32 ' each have a length of about one meter. You must be on the electrode carrier 20 ' be wound parallel with each other at a distance from each other. Second, the application of the electrodes on a highly curved surface is detrimental to the design defined field conditions. Third, the use of the helical chamber is limited in particular in medicine. Because of the different expansion coefficients of the electrode wires and the electrode carrier helix chambers can not be autoclaved. Although alcohol sterilization is possible, it is not allowed in medical applications. Furthermore, the helical chamber is only suitable for relatively small suspension volumes in the ml range. Multiple use for fusion treatment of a larger volume of suspension would require expensive purification steps and would therefore be very time consuming. A new filling of the chamber is only possible with a completely dried sample carrier. Finally, because of the high production costs, the helical chamber is not suitable as a disposable product (so-called disposable product).

Eine weitere, aus der Praxis allgemein bekannte Fusionskammer 102' ist schematisch in 10 illustriert. In einem Suspensionsbehälter 10' sind mehrere Elektrodenträger 21' bis 24' angeordnet, die einseitig (21', 24') oder beidseitig (22', 23') auf ihren Seitenflächen jeweils aus einer einzigen flächigen Elektrode bestehen. Zwei gegenüberliegende Elektroden bilden ein Elektrodenpaar 30'. Die Elektrodenträger 21' bis 24' sind an einer gemeinsamen Halterung 25' angebracht, durch die auch Verbindungsleitungen 40' zur Ansteuerung der Elektroden geführt sind. Die Seitenflächen der Elektrodenträger sind strukturiert gebildet, um zwischen den Elektroden benachbarter Elektrodenträger die zur Elektrofusion erforderlichen inhomogenen elektrischen Felder zu formen.Another well-known in practice fusion chamber 102 ' is schematic in 10 illustrated. In a suspension container 10 ' are several electrode carriers 21 ' to 24 ' arranged, the one-sided ( 21 ' . 24 ' ) or both sides ( 22 ' . 23 ' ) consist on their side surfaces each of a single planar electrode. Two opposing electrodes form a pair of electrodes 30 ' , The electrode carrier 21 ' to 24 ' are on a common bracket 25 ' attached, through which also connecting lines 40 ' are guided to drive the electrodes. The side faces of the electrode carriers are structured to form between the electrodes of adjacent electrode carriers the inhomogeneous electric fields required for electrofusion.

Zur Durchführung einer Elektrofusion wird die Fusionskammer 102' gemäß 10 mit einer Zellsuspension befüllt. Die Halterung 25' mit den Elektrodenträgern 21' bis 24' wird in den Suspensionsbehälter 10' eingehängt. Zwischen den Elektroden benachbarter Elektrodenträger wird eine Spannung angelegt, so dass Zellen unter Wirkung von Dielektrophorese kettenförmig zwischen den Elektroden ausgerichtet werden (siehe vergrößerter Ausschnitt in 10). Anschließend wird ein elektrischer Fusionspuls zur Fusion benachbarter Zellen ausgeübt. Mit der Fusionskammer gemäß 10 können zwar wegen der flächigen Ausbildung der Elektroden entsprechend den Seitenflächen der Elektrodenträger viele Zellen gleichzeitig fusioniert werden. Es ergeben sich aber auch eine Reihe von Nachteilen.To perform an electrofusion, the fusion chamber 102 ' according to 10 filled with a cell suspension. The holder 25 ' with the electrode carriers 21 ' to 24 ' is in the suspension tank 10 ' hooked. A voltage is applied between the electrodes of adjacent electrode carriers, so that cells are aligned in a chain between the electrodes under the effect of dielectrophoresis (see enlarged detail in FIG 10 ). Subsequently, an electric fusion pulse is applied for fusion of adjacent cells. With the fusion chamber according to 10 Although many cells can be fused simultaneously due to the planar formation of the electrodes corresponding to the side surfaces of the electrode carrier. But there are also a number of disadvantages.

Zur Erzeugung einer genügend hohen Feldstärke dürfen die Elektrodenträger lediglich Abstände im Submillimeter-Bereich besitzen. Die Ausrichtung der Elektrodenträger an der Halterung 25 muss mit hoher Präzision erfolgen. Die Herstellung der Fusionskammer ist teuer und aufwendig. Die enge Geometrie besitzt aber auch Nachteile für die Handhabbarkeit der Fusionskammer. In den Spalten zwischen den Elektrodenträgern können Luftblasen haften, so dass ggf. ganze Elektrodenbereiche ohne Kontakt mit der Zellsuspension bleiben. Nach Durchführung der Fusion ist die Fusionskammer schwer zu entleeren. Zellen bleiben aufgrund von Kapillarkräften zwischen den Elektroden haften. Dies erschwert auch die Reinigung der Fusionskammer.To generate a sufficiently high field strength, the electrode carriers may only have distances in the submillimeter range. The orientation of the electrode carrier on the holder 25 must be done with high precision. The preparation of the fusion chamber is expensive and expensive. The narrow geometry also has disadvantages for the handling of the fusion chamber. In the gaps between the electrode carriers, air bubbles may adhere, so that possibly entire electrode areas remain without contact with the cell suspension. After fusion, the fusion chamber is difficult to deflate. Cells remain attached between the electrodes due to capillary forces. This also makes it difficult to clean the fusion chamber.

Ein weiterer Nachteil der Fusionskammer 102' gemäß 10 besteht in deren relativ hohen Totvolumen. Zellen außerhalb der äußeren Elektrodenträger 21' und 24' und Zellen in Bereichen mit verminderter Feldstärke (siehe z. B. bei 26') sind von der Elektrofusion ausgeschlossen. Die Effektivität der Fusionskammer gemäß 10 wird noch weiter dadurch verringert, dass sie nur geringe Hybridausbeuten ermöglicht. Die Anwendbarkeit der Fusionskammer 102' ist wegen deren geringer Eignung zur Einwegnutzung in der Medizin nur beschränkt möglich.Another disadvantage of the fusion chamber 102 ' according to 10 exists in their relatively high dead volume. Cells outside the outer electrode carrier 21 ' and 24 ' and cells in areas of reduced field strength (see, e.g. 26 ' ) are excluded from electrofusion. The effectiveness of the fusion chamber according to 10 is further reduced by allowing only low hybrid yields. The applicability of the fusion chamber 102 ' is limited because of their low suitability for disposable use in medicine.

Die Elektrofusion ist auch mit einem fluidischen Mikrosystem 103' durchführbar, wie es schematisch in 11 illustriert ist (siehe WO 00/37628). Im fluidischen Mikrosystem 103' wird der Suspensionsbehälter durch einen von Chipwänden 11', 12' begrenzten Fluidkanal 10' gebildet. Die Chipwände (Seitenwände oder Boden- und Deckwände) bilden die Elektrodenträger für die Elektroden 31', 32'. Jeweils zwei Elektroden auf einander gegenüberliegenden Seiten des Fluidkanals 10' bilden ein Elektrodenpaar 30'. Wie bei der Fusionskammer 102' erfolgt somit auch beim Mikrosystem 103' die Ausbildung der Fusionsfelder quer durch den Suspensionsbehälter 10'. Im Mikrosystem 103' können Zellen zellspezifisch im stehenden oder fließenden Medium fusioniert werden. Die einzelnen Fusionsergebnisse können mit geeigneten Beobachtungsmitteln (optische oder elektrische Messungen) sofort kontrolliert werden. Die praktische Anwendbarkeit für Zellfusionen bspw. in der Medizin ist jedoch stark eingeschränkt, da die Effektivität der Fusion gering ist und die Herstellung der Mikrosysteme gegenwärtig relativ teuer ist.The electrofusion is also with a fluidic microsystem 103 ' feasible, as shown schematically in 11 is illustrated (see WO 00/37628). In the fluidic microsystem 103 ' the suspension container is passed through one of chip walls 11 ' . 12 ' limited fluid channel 10 ' educated. The chip walls (side walls or bottom and top walls) form the electrode carriers for the electrodes 31 ' . 32 ' , Two electrodes on opposite sides of the fluid channel 10 ' form a pair of electrodes 30 ' , As with the fusion chamber 102 ' thus also takes place in the microsystem 103 ' the formation of the fusion fields across the suspension tank 10 ' , In the microsystem 103 ' For example, cells can be fused cell-specifically in a stationary or flowing medium. The individual fusion results can be controlled immediately with suitable observation means (optical or electrical measurements). However, the practical applicability for cell fusion, for example, in medicine is severely limited because the effectiveness of the fusion is low and the production of microsystems is currently relatively expensive.

Ein generelles Problem herkömmlicher Porations- und Fusionskammern besteht darin, dass die Zellsuspensionen in der Regel mit relativ hohen Zelldichten (z. B. rund 10⁹ Zellen/ml) bereitgestellt werden, die Poration oder Fusion jedoch bei geringen Dichten im Bereich von 10⁵ bis 10⁶ Zellen/ml durchgeführt werden sollte. Es besteht zwar die Möglichkeit, die optimale Zelldichte durch Verdünnung einzustellen. Dadurch ergeben sich jedoch große Flüssigkeitsvolumen, zu deren Behandlung die herkömmlichen Kammern nicht geeignet sind, da sie sich nicht einfach vergrößern lassen. Größere Elektrodenabstände würden höhere Spannungen zur Poration oder Fusion und eine Verringerung der Leitfähigkeit der Suspensionsflüssigkeit erfordern. Die zur Bereitstellung höherer Spannungen (im Bereich von bspw. 10 kV und darüber) notwendigen Geräte wären für praktische, insbesondere massenhafte Anwendungen in der Medizin zu teuer und zu schwer.A common problem with conventional pore and fusion chambers is that the cell suspensions are typically provided at relatively high cell densities (eg, about 10 ⁹ cells / mL), but poration or fusion is provided at low densities in the range of 10 ⁵ to 10 10 ⁶ cells / ml should be performed. Although it is possible to adjust the optimal cell density by dilution. However, this results in large volumes of liquid, the conventional chambers are not suitable for their treatment, since they can not be easily enlarged. Greater electrode spacings would require higher voltages for poration or fusion and a reduction in the conductivity of the suspension liquid. The ready The provision of higher voltages (in the range of, for example, 10 kV and above) would be too expensive and too difficult for practical, in particular mass applications in medicine.

Ein weiteres Problem herkömmlicher Kammern besteht in der beschränkten Beobachtbarkeit des Behandlungsergebnisses. Eine Überwachung bspw. einer Zellfusion ist zwar mit dem Mikrosystem 103' möglich, kann aber nur einzelzellspezifisch durchgeführt werden. Die simultane Überwachung einer Vielzahl von Fusionsvorgängen ist mit den herkömmlichen Vorrichtungen ausgeschlossen.Another problem of conventional chambers is the limited observability of the treatment result. A monitoring of, for example, a cell fusion is indeed with the microsystem 103 ' possible, but can only be carried out individually cell-specific. The simultaneous monitoring of a variety of fusion processes is excluded with the conventional devices.

In EP 1 106 681 A1 ist eine Elektrodenkammer für die elektrophoretische Bewegung von proteinbeschichteten Partikeln beschrieben, in der mehrere Elektrodenträger jeweils mit einem Elektrodenpaar in einem Suspensionsbehälter angeordnet sind. Aus US 4 832 814 ist eine Kammer zur Elektrofusion biologischer Zellen bekannt, bei der Elektroden zur Erzeugung von Fusionsfeldern auf einem ebenen Elektrodenträger angeordnet sind. Ein weiterer Elektrodenträger mit spiralförmigen Elektroden zur Elektrofusion von biologischen Zellen ist aus US 5 304 486 bekannt. Elektroden zur Manipulation suspendierter Partikel werden auch in JP 61-111680 A , JP 01-285184 A, JP 60-251876 A und JP 63-173573 A beschrieben. In der nachveröffentlichten Patentanmeldung DE 101 16 211 A1 ist eine weitere Kammer für die Behandlung von suspendierten Zellen mit elektrischen Feldern beschrieben.In EP 1 106 681 A1 is described an electrode chamber for the electrophoretic movement of protein-coated particles in which a plurality of electrode carriers are each arranged with a pair of electrodes in a suspension container. Out US 4,832,814 For example, a cell for electrofusion of biological cells is known in which electrodes for generating fusion fields are arranged on a planar electrode carrier. Another electrode carrier with spiral electrodes for electrofusion of biological cells is out US 5,304,486 known. Electrodes for manipulating suspended particles are also used in JP 61-111680 A , JP 01-285184 A, JP 60-251876 A and JP 63-173573 A. In the post-published patent application DE 101 16 211 A1 Another chamber is described for the treatment of suspended cells with electric fields.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, verbesserte Vorrichtungen und Verfahren zur elektrischen Behandlung biologischer Partikel be reitzustellen, mit denen die Nachteile der herkömmlichen Techniken überwunden werden und die insbesondere die Behandlung größerer Zellsuspensionsvolumen unter definierten und reproduzierbaren Feldbedingungen mit einer hohen Ausbeute ermöglichen. Die Erfindung soll ferner den praktischen Einsatz von Porations- und Fusionsverfahren in der Medizin vereinfachen. Erfindungsgemäße Vorrichtungen sollen ferner für eine vereinfachte Beobachtbarkeit des Behandlungsergebnisses ausgelegt sein.The The object of the invention is improved devices and methods to provide electrical treatment of biological particles, with which the disadvantages of conventional Techniques overcome and in particular the treatment of larger cell suspension volumes under defined and reproducible field conditions with a allow high yield. The invention is also intended to facilitate the practical use of poration and simplify fusion procedures in medicine. Devices according to the invention should also be for designed a simplified observability of the treatment outcome be.

Diese Aufgaben werden mit einer Elektrodenkammer und einem Verfahren mit den Merkmalen gemäß den Patentansprüchen 1 und 6 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Anwendungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.These Tasks are with an electrode chamber and a method with the features according to claims 1 and 6 solved. Advantageous embodiments and applications of the invention will be apparent from the dependent claims.

Die Grundidee der Erfindung ist es, bei einer Elektrodenkammer, insbesondere zur Behandlung suspendierter biologischer Zellen oder Zellbestandteile, mindestens einen Elektrodenträger mit mindestens einem Elektrodenpaar vorzusehen, wobei der Elektrodenträger einen Trägerkörper mit mindestens einer planaren Seitenfläche besitzt, auf der das mindestens eine Elektrodenpaar angeordnet ist. Die Anordnung des mindestens einen Elektrodenpaares, dass insbesondere zur Erzeugung von Porations- oder Fusionsfeldern eingerichtet ist, auf der planaren Seitenfläche des Elektrodenträgers besitzt den Vorteil, dass einerseits die günstigen Feldverhältnisse realisiert werden können, wie sie an sich von der Helixkammer bekannt sind, und andererseits eine systematische Behandlung großer Suspensionsvolumen mit hoher Ausbeute ermöglicht wird. Mit der mindestens einen planaren Seitenfläche des Elektrodenträgers wird eine Bezugsebene definiert. An die Bezugsebene angrenzend wird ein Halbraum gebildet, aus dem die zu behandelnden Partikel unter Wirkung negativer oder positiver Dielektrophorese zu den Elektroden abgestoßen oder angezogen werden können. In diesem Halbraum kann bei geeigneter Ansteuerung der Elektroden eine Elektroporationsbehandlung durchgeführt werden. Eine Elektrofusionsbehandlung hingegen erfolgt transversal innerhalb der Bezugsebene oder parallel zur Ausrichtung der jeweils im Wesentlichen planaren Seitenfläche des Trägerkörpers.The The basic idea of the invention is, in the case of an electrode chamber, in particular for the treatment of suspended biological cells or cell components, at least one electrode carrier Provide with at least one pair of electrodes, wherein the electrode carrier a Carrier body with has at least one planar side surface on which the at least a pair of electrodes is arranged. The arrangement of at least a pair of electrodes that in particular for the production of Porations- or Fusion fields is set up on the planar side surface of the electrode carrier has the advantage that, on the one hand realizes the favorable field conditions can be as they are known from the helical chamber, and on the other hand a systematic treatment of large suspension volumes with high yield allows becomes. With the at least one planar side surface of the electrode carrier is defines a reference plane. Adjacent to the reference plane becomes a Half space formed, from which the particles to be treated under the effect of negative or positive dielectrophoresis to the electrodes or can be attracted. In this half-space, with suitable control of the electrodes an electroporation treatment is performed. An electrofusion treatment however, it is transversal within the reference plane or parallel for aligning the respective substantially planar side surface of the carrier body.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind in einem Suspensionsbehälter mehrere Kompartimente gebildet, denen jeweils mindestens ein Elektrodenträger mit mindestens einem planar ausgerichteten Elektrodenpaar zugeordnet ist. Die Kompartimente können durch den Körper oder die Wände des Suspensionsbehälters gebildet werden, wie es bspw. von Titerplatten bekannt ist. In diesem Fall wird vorzugsweise in jedem Kompartiment mindestens ein Elektrodenträger an den Boden- und/oder Deckflächen des Kompartimentes angeordnet. Es ist auch möglich, dass die Kompartimente durch die Elektrodenträger selbst gebildet werden. Der Suspensionsbehälter ist bspw. eine Wanne zur Aufnahme der Zellsuspension, in die mehrere Elektrodenträger als innere Teilwände einsetzbar sind. Diese Ausführungsform der Erfindung eignet sich besonders gut für die Behandlung großer Suspensionsvolumina, wobei die einzelnen Elektrodenträger vorzugsweise sequenziell angesteuert werden, wie dies unten erläutert wird.According to one preferred embodiment of Invention are in a suspension tank several compartments formed, each having at least one electrode carrier with associated with at least one planar aligned electrode pair is. The compartments can through the body or the walls of the suspension tank are formed, as it is known, for example. Of titer plates. In this Case is preferably in each compartment at least one electrode carrier to the Floor and / or deck areas arranged the compartment. It is also possible that the compartments through the electrode carrier to be self-educated. The suspension container is, for example, a tub for receiving the cell suspension into which several electrode carrier used as inner part walls are. This embodiment the invention is particularly suitable for the treatment of large volumes of suspension, the individual electrode carrier preferably be driven sequentially, as explained below.

Ein erfindungsgemäßer Elektrodenträger besteht vorzugsweise aus einem plattenförmigen, mindestens einseitig im Wesentlichen planaren Trägerkörper mit zwei Seitenflächen. Je nach Anwendungsfall werden die Seitenflächen bei horizontaler Betriebsposition des Elektrodenträgers als obere und untere Seitenflächen und bei vertikaler Betriebsposition des Elektrodenträgers als vordere oder hintere Seitenflächen bezeichnet. Mindestens eine der Seitenflächen trägt mindestens ein Elektrodenpaar, das aus zwei elektrisch voneinander getrennt angeordneten Elektroden besteht. Die Elektroden sind mit einer Steuereinrichtung verbunden und können zur Ausbildung bestimmter Feldverhältnisse im Halbraum, der an die Seitenfläche angrenzt, mit einer gemeinsamen Spannung oder zur Durchführung einer Fusionsbehandlung relativ zueinander mit vorbestimmten Fusionsspannungen beaufschlagt werden. Die Elektroden sind so geformt, dass zwischen den Elektroden eines Elektrodenpaares inhomogene elektrische Felder gebildet werden. Die Inhomogenität ist gegeben, wenn die elektrische Feldstärke im Bereich zwischen den benachbarten Elektroden ortsabhängig ist. Zur Erzeugung der Inhomogenität erfolgt vorzugsweise eine Formgebung oder Strukturierung der Elektroden und/oder der Seitenflächen des Elektrodenträgers. Die Elektroden bilden elektrisch leitfähige Streifen, die aus der Seitenfläche des Elektrodenträgers hervorragen. Sie werden bspw. durch fixierte Drähte oder Dünn- oder Dickschichten gebildet. Die ggf. vorgegebene Strukturierung des Elektrodenträgers umfasst hervorragende Teilbereiche, auf denen die Elektroden angeordnet sind.An electrode carrier according to the invention preferably consists of a plate-shaped, at least one-sided, substantially planar carrier body with two side surfaces. Depending on the application, the side surfaces are referred to as the upper and lower side surfaces in the horizontal operating position of the electrode carrier and as the front or rear side surfaces in the vertical operating position of the electrode carrier. At least one of the side surfaces carries at least one pair of electrodes arranged in two electrically separate from each other th electrodes. The electrodes are connected to a control device and can be subjected to a predetermined voltage or to perform a fusion treatment relative to each other with predetermined fusion voltages to form certain field conditions in the half-space adjacent to the side surface. The electrodes are shaped such that inhomogeneous electric fields are formed between the electrodes of an electrode pair. The inhomogeneity is given when the electric field strength in the region between the adjacent electrodes is location-dependent. In order to produce the inhomogeneity, a shaping or structuring of the electrodes and / or the side surfaces of the electrode carrier is preferably carried out. The electrodes form electrically conductive strips that protrude from the side surface of the electrode carrier. They are formed, for example, by fixed wires or thin or thick layers. The possibly predetermined structuring of the electrode carrier comprises outstanding portions on which the electrodes are arranged.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Behandlung biologischer Partikel mit elektrischen Feldern zeichnet sich dadurch aus, dass eine Suspension der zu behandelnden Teilchen, insbesondere der biologischen Zellen oder Zellbestandteile, in einen Suspensionsbehälter eingebracht wird, in dem eine Vielzahl von Elektrodenträgern jeweils mit mindestens einem Elektrodenpaar auf mindestens einer Seitenfläche angebracht ist, und eine Behandlung der Partikel zwischen den Elektrodenträgern erfolgt. Es ist vorzugsweise eine Vorbehandlung (z. B. Elektroporation) der Partikel zwischen den Elektrodenträgern und ein anschließendes dielektrophoretisches Sammeln der Partikel an mindestens einer Seitenfläche zwischen den Elektroden des mindestens einen Elektrodenpaares vorgesehen. Dann erfolgt eine Elektrofusion durch dielektrophoretisches Ausrichten von Partikelketten zwischen den Elektrodenpaaren und anschließende Ausübung mindestens eines Fusionspulses. Das Sammeln der Partikel und die Elektrofusion werden bei Elektrodenkammern mit mehreren Kompartimenten vorzugsweise sequenziell in den einzelnen Kompartimenten zeitlich aufeinanderfolgend durchgeführt.One inventive method to treat biological particles with electric fields characterized in that a suspension of the particles to be treated, in particular the biological cells or cell components, introduced into a suspension container in which a plurality of electrode carriers each having at least attached to a pair of electrodes on at least one side surface is, and a treatment of the particles between the electrode carriers takes place. It is preferably a pre-treatment (eg electroporation) of Particles between the electrode carriers and a subsequent dielectrophoretic collection the particle on at least one side surface between the electrodes the at least one electrode pair provided. Then an electrofusion takes place by dielectrophoretic alignment of particle chains between the electrode pairs and subsequent exercise of at least one fusion pulse. The collection of the particles and the electrofusion become at electrode chambers with several compartments preferably sequentially in the individual Compartments performed sequentially in time.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise mit der erfindungsgemäßen Elektrodenkammer durchgeführt. Es ist aber auch möglich, insbesondere die genannte sequenzielle Behandlung einer in mehrere Kompartimente unterteilten Suspension mit gekrümmten Elektrodenträgern oder herkömmlichen Elektrodenträgern durchzuführen.The inventive method is preferably carried out with the electrode chamber according to the invention. It but it is also possible in particular the said sequential treatment of one in several Compartments subdivided suspension with curved electrode carriers or usual electrode arrays perform.

Gemäß einer vorteilhaften Gestaltung der Erfindung kann mindestens ein Elektrodenträger mit den ausgerichteten Partikeln unter Beibehaltung der aktuellen Feldbedingungen aus dem Suspensionsbehälter entnommen und in eine Beobachtungs- und Messeinrichtung (z. B. Mikroskop) übertragen werden. Die unmittelbare Beobachtbarkeit des aktuellen Zustandes der Partikel vor oder nach der Fusion stellt einen besonderen Vorteil der erfindungsgemäß verwendeten planaren Elektrodenträger dar.According to one advantageous design of the invention, at least one electrode carrier with the aligned particles while maintaining the current field conditions from the suspension tank taken and transferred to a monitoring and measuring device (eg microscope) become. Immediate observability of the current state the particle before or after the fusion represents a particular advantage the invention used planar electrode carrier represents.

Die Erfindung besitzt die folgenden weiteren Vorteile. Es wird erstmalig die Möglichkeit der elektrischen Behandlung suspendierter Partikel in größeren Flüssigkeitsvolumina (1 ml bis einige 1) unter definierten, reproduzierbaren und gleichförmigen Feldverhältnissen geschaffen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit herkömmlichen Spannungsversorgungseinrichtungen kompatibel. Die erfindungsgemäßen Elektrodenträger sind kostengünstig herstellbar und als Einwegprodukte verwendbar. Der Suspensionsbehälter ist für alle Sterilisierungsverfahren geeignet und insbesondere autoklavierbar oder γ-sterilisierbar. Erfindungsgemäße Elektrodenkammern eignen sich damit für den massenhaften Einsatz in der Medizin. Die erfindungsgemäße Elektrodenkammer bildet ein vorteilhaftes Baukastensystem. In den Suspensionsbehälter sind anwendungsabhängig Elektrodenträger mit jeweils gleicher äußerer Form, jedoch verschiedenen Elektrodengeometrien einsetzbar. Die Elektrodenkammer ist zur Behandlung von Suspensionen mit beliebigen Dichten verwendbar, da eine Verdünnung auf beliebige Volumina erfolgen kann. Erfindungsgemäße Elektrodenträger sind, insbesondere für eine Suspensionscharge, mehrfach nutzbar. Etwaige Benutzungsprobleme, wie sie bei der Helixkammer auftreten, werden erfindungsgemäß vermieden. Bei Realisierung der Feldbedin gungen entsprechend den herkömmlichen Helixkammern wird erfindungsgemäß eine hohe Hybridausbeute mit einer hohen Fusionseffektivität bzw. einem hohen Fusionsdurchsatz verbunden.The Invention has the following further advantages. It will be the first time the possibility the electrical treatment of suspended particles in larger volumes of liquid (1 ml to some 1) under defined, reproducible and uniform field conditions created. The device according to the invention is with conventional Voltage supply devices compatible. The electrode carriers according to the invention are economical can be produced and used as disposable products. The suspension tank is for all Sterilization method suitable and in particular autoclavable or γ-sterilizable. Inventive electrode chambers are suitable for the mass use in medicine. The electrode chamber according to the invention forms an advantageous modular system. In the suspension container are depending on the application electrode support each with the same external shape, However, different electrode geometries can be used. The electrode chamber is useful for treating suspensions of any density, because a dilution can be done on any volume. Inventive electrode carriers are, especially for a suspension batch, reusable. Any usage problems, such as they occur in the helix chamber are inventively avoided. In the realization of Feldbedin conditions according to the conventional Helix chambers is inventively a high Hybrid yield with a high fusion efficiency or a high fusion throughput connected.

Die erfindungsgemäßen Elektrodenträger können mit Vorteil an weitere Verfahrensschritte, wie z. B. eine Zellkultivierung, angepasst sein, indem die Seitenfläche mit dem mindestens einem Elektrodenpaar selbst eine Kultivierungsfläche bildet. Im Unterschied zu herkömmlichen Fusionskammern ist die erfindungsgemäße Elektrodenkammer beliebig skalierbar. Es können insbesondere fluidische Mikrosysteme gebildet werden, bei denen die zur Elektrofusion vorgesehenen Elektroden lateral an einer gemeinsamen Trägerfläche (Kanalwand) vorgesehen sind. Erfindungsgemäße Elektrodenkammern sind sowohl als stationäre Systeme als auch als Durchflusssysteme geeignet.The according to the invention can with Advantage of further process steps, such. B. cell culture, be adjusted by the side surface with the at least one Electrode pair itself forms a cultivation area. In difference to conventional Fusion chambers, the electrode chamber according to the invention is arbitrary scalable. It can In particular, fluidic microsystems are formed in which the electrodes provided for electrofusion laterally at a common Support surface (channel wall) are provided. Inventive electrode chambers are both stationary Systems as well as flow systems suitable.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:Further Advantages and details of the invention are described below Reference to the attached Drawings described. Show it:

1 eine schematische Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektrodenkammer, 1 a schematic perspective view of a first embodiment of an electrode chamber according to the invention,

2 vergrößerte Schnittansichten von Seitenflächen erfindungsgemäßer Elektrodenträger, 2 enlarged sectional views of side surfaces of inventive electrode carriers,

3 eine schematische Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Elektrodenkammer, 3 a schematic sectional view of another embodiment of an electrode chamber according to the invention,

4, 5 beispielhafte Draufsichten auf erfindungsgemäße Elektrodenträger, 4 . 5 exemplary plan views of electrode carrier according to the invention,

6 eine Draufsicht auf eine Elektrodenkammer mit einer Vielzahl von Elektrodenträgern, 6 a top view of an electrode chamber with a plurality of electrode carriers,

7 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung von Elektrodenträgern gemäß 6, 7 an enlarged sectional view of electrode carriers according to 6 .

8 eine schematische Perspektivansicht einer Elektrodenkammer mit einer Vielzahl von getrennten Kompartimenten, und 8th a schematic perspective view of an electrode chamber with a plurality of separate compartments, and

9 bis 11 Illustrationen herkömmlicher Porations- oder Fusionskammern (Stand der Technik). 9 to 11 Illustrations of conventional poration or fusion chambers (prior art).

Gemäß der ersten, in 1 illustrierten Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Elektrodenkammer 100 einen Suspensionsbehälter 110 mit mindestens einem Elektrodenträger 120, auf dem ein Elektrodenpaar 130 mit den Elektroden 131, 132 angeordnet ist. Der Suspensionsbehälter 110 besteht aus einer Wanne aus sterilisierbarem Kunststoff (z. B. PMMA) mit einer rechteckigen Bodenfläche 111 und senkrecht zur Bodenfläche 111 stehenden Seitenwänden 112. Die vordere Seitenwand ist aus Übersichtlichkeitsgründen in 1 nicht dargestellt.According to the first, in 1 illustrated embodiment of the invention comprises an electrode chamber 100 a suspension tank 110 with at least one electrode carrier 120 on which a pair of electrodes 130 with the electrodes 131 . 132 is arranged. The suspension tank 110 consists of a tub of sterilisable plastic (eg PMMA) with a rectangular bottom surface 111 and perpendicular to the floor surface 111 standing side walls 112 , The front side wall is for clarity in 1 not shown.

Es sind Positioniereinrichtungen 113 vorgesehen, an denen der Elektrodenträger 120 lösbar befestigt werden kann. Die Positioniereinrichtungen 113 umfassen bspw. Schienen und/oder Vorsprünge, die vorzugsweise an der Innenseite der Bodenfläche 111 und/oder der Seitenwände 112 eine Aufnahme für die Ränder des Trägerkörpers 121 des Elektrodenträgers 120 bilden. Die Positioniereinrichtungen können ortsfest oder stufenlos verstellbar im Suspensionsbehälter angebracht sein. Alternativ können auch eine Vielzahl von Positioniereinrichtungen an verschiedenen Positionen vorgesehen sein, um anwendungsabhängig den Elektrodenträger 120 entsprechend verschieden anzuordnen oder gleichzeitig eine Vielzahl von Elektrodenträgern vorzusehen (siehe 6).They are positioning devices 113 provided on which the electrode carrier 120 can be releasably attached. The positioning devices 113 For example, include rails and / or projections, preferably on the inside of the bottom surface 111 and / or the side walls 112 a receptacle for the edges of the carrier body 121 of the electrode carrier 120 form. The positioning can be fixed or continuously adjustable in the suspension container attached. Alternatively, a plurality of positioning means may be provided at different positions to apply the electrode carrier depending on the application 120 accordingly different or at the same time provide a plurality of electrode carriers (see 6 ).

Der mindestens eine Elektrodenträger 120 besteht aus einem plattenförmigen Trägerkörper 121 mit einer vorderen (122) und einer hinteren (123) rechteckigen Seitenfläche. Der Trägerkörper 121 besteht aus einem ebenen, elektrisch isolierenden Material, z. B. aus Kunststoff oder Glas, und kann bspw. als Spritzgussteil hergestellt sein. Das Merkmal der Planarität des Trägerkörpers und damit der Seitenflächen bezieht sich auf deren Grundform im gesamten Bereich, in dem das Elektrodenpaar 130 angeordnet ist. Dem Merkmal der Planarität steht nicht entgegen, dass die Seitenflächen im Bereich des Elektrodenpaares eine lokale Strukturierung aufweisen (siehe unten, 2 und 3).The at least one electrode carrier 120 consists of a plate-shaped carrier body 121 with a front (122) and a rear (122) 123 ) rectangular side surface. The carrier body 121 consists of a flat, electrically insulating material, eg. As plastic or glass, and can be made, for example, as an injection molded part. The feature of the planarity of the carrier body and thus the side surfaces refers to their basic shape in the entire area in which the electrode pair 130 is arranged. The feature of planarity is not precluded by the fact that the side surfaces in the region of the electrode pair have a local structuring (see below). 2 and 3 ).

Auf mindestens einer Seitenfläche 122 ist das Elektrodenpaar 130 angeordnet. Die Elektroden 131, 132 sind jeweils aus geraden Elektrodenstreifen als ineinandergreifende Kammelektroden gebildet. Als Elektrodenmaterial kann jedes elektrisch leitfähige, gegenüber der jeweiligen Teilchensuspension inerte Material verwendet werden. Die Elektroden bestehen vorzugsweise aus Edelmetallen, z. B. Gold oder Platin, inerten Legierungen, oder ggf. auch Kupfer oder Aluminium. Die Elektroden 131, 132 sind elektrisch voneinander getrennt und über Verbindungsleitungen 140 mit einer nicht dargestellten Steuereinrichtung verbunden.On at least one side surface 122 is the electrode pair 130 arranged. The electrodes 131 . 132 are each formed of straight electrode strips as intermeshing comb electrodes. Any electrically conductive material which is inert to the respective particle suspension can be used as the electrode material. The electrodes are preferably made of precious metals, for. As gold or platinum, inert alloys, or possibly also copper or aluminum. The electrodes 131 . 132 are electrically isolated from each other and via connecting lines 140 connected to a control device, not shown.

Zur Durchführung von Elektrofusionen in den lateralen Zwischenräumen zwischen den Elektroden 131, 132 in einer Ebene parallel zur Bezugsebene des Trägerkörpers 121 werden in den Zwischenräumen inhomogene elektrische Felder gebildet. Hierzu ragen die Elektroden aus der Oberfläche des Trägerkörpers 121 hervor. Gemäß einer ersten Gestaltungsform der Erfindung (siehe 2a, c) ist die Seitenfläche 122 des Trägerkörpers 121 unstrukturiert und glatt ausgebildet. In diesem Fall sind die Elektroden 131, 132 in Dickschichttechnik oder als Elektrodendrähte aufgebracht. Die Elektroden 131, 132 bestehen bspw. aus aufgeklebten Folienstreifen des Elektrodenmaterials (2a) oder aufge klebten Elektrodendrähten (2c). Gemäß einer zweiten Gestaltungsform der Erfindung ist die Seitenfläche 122 des Trägerkörpers strukturiert mit abwechselnden Höhen und Tiefen ausgebildet (siehe 2b). In diesem Falle ist es auch möglich, die Elektroden 131, 132 in Dünnschichttechnik (z. B. durch Dampfabscheidung) aufzubringen. In 2b ist beispielhaft eine sinusförmig gewellte Seitenfläche 122 illustriert. Anwendungsabhängig können auch beliebige andere Modulationen vorgesehen sein, bei denen in vorbestimmten Abständen entsprechend den Positionen der Elektroden hervorragende Bereiche (z. B. Stege oder dergleichen) gebildet sind. Die Aufbringung der kammartig angeordneten Elektroden 131, 132 durch Dampfabscheidung erfolgt vorzugsweise mit einer Maskierungstechnik.To perform electrofusions in the lateral spaces between the electrodes 131 . 132 in a plane parallel to the reference plane of the carrier body 121 Inhomogeneous electric fields are formed in the interstices. For this purpose, the electrodes protrude from the surface of the carrier body 121 out. According to a first embodiment of the invention (see 2a , c) is the side surface 122 of the carrier body 121 unstructured and smooth. In this case, the electrodes are 131 . 132 applied in thick film technology or as electrode wires. The electrodes 131 . 132 consist, for example, of glued foil strips of the electrode material ( 2a ) or glued electrode wires ( 2c ). According to a second embodiment of the invention, the side surface 122 the carrier body structured with alternating ups and downs (see 2 B ). In this case it is also possible to use the electrodes 131 . 132 in thin-film technique (eg by vapor deposition). In 2 B is an example of a sinusoidal corrugated side surface 122 illustrated. Depending on the application, it is also possible to provide any other modulations in which outstanding regions (for example webs or the like) are formed at predetermined intervals corresponding to the positions of the electrodes. The application of the comb-like electrodes 131 . 132 by vapor deposition is preferably carried out with a masking technique.

Die geometrischen Eigenschaften der Elektrodenanordnung und/oder der Seitenflächenstrukturierung, insbesondere die Breite b und die Höhe h des Zwischenraumes zwischen benachbarten Elektroden, werden anwendungsabhängig gewählt. Für Fusionsvorgänge werden vorzugsweise b von 50 bis 200 μm und h von 5 bis 30 μm gewählt. Die Höhe h entspricht der Dicke des Elektrodenmaterials oder der Elektrodendrähte und/oder der Modulationstiefe der Seitenflächenstrukturierung. Aufgedampfte Elektroden besitzen typischerweise eine Dicke im Bereich von 200 nm bis 1 μm.The geometric properties of the electrode assembly and / or the Seitenflächenstrukturierung, in particular the width b and the height h of the gap between adjacent Elek electrodes are selected depending on the application. For fusion processes, preferably b of 50 to 200 μm and h of 5 to 30 μm are selected. The height h corresponds to the thickness of the electrode material or the electrode wires and / or the modulation depth of the Seitenflächenstrukturierung. Deposited electrodes typically have a thickness in the range of 200 nm to 1 μm.

Obwohl der erfindungsgemäße Elektrodenträger aus Materialen mit verschiedenen thermischen Ausdehnungskoeffizienten besteht, besitzt er den besonderen Vorteil, problemlos autoklavierbar zu sein. Dies ergibt sich daraus, dass insbesondere im Vergleich zur Helixkammer (siehe 9) relativ kurze Elektrodenstreifen oder -drähte auf den Trägerkörper angeordnet sind.Although the electrode carrier according to the invention consists of materials having different thermal expansion coefficients, it has the particular advantage of being readily autoclavable. This results from the fact that in particular in comparison to the helix chamber (see 9 ) relatively short electrode strips or wires are arranged on the carrier body.

Die Ausführungsform gemäß 1 mit mindestens einem Suspensionsbehälter 110 mit dem entnehmbaren Elektrodenträger 120 besitzt den Vorteil, dass der Elektrodenträger 120 jederzeit austauschbar ist und insbesondere als Einwegprodukt verwendet wer den kann. Alternativ ist es auch möglich, die Boden- oder Seitenwände 111, 112 des Suspensionsbehälters 110 als Elektrodenträger zu verwenden, wie dies bspw. in den 2 bis 5 gezeigt ist.The embodiment according to 1 with at least one suspension container 110 with the removable electrode carrier 120 has the advantage that the electrode carrier 120 is interchangeable at any time and used in particular as a disposable product who can. Alternatively, it is also possible the bottom or side walls 111 . 112 of the suspension tank 110 to use as an electrode carrier, as for example, in the 2 to 5 is shown.

3 zeigt eine erfindungsgemäße Elektrodenkammer 100 mit einem wannenförmigen Suspensionsbehälter 110 mit einer bspw. runden oder rechteckigen Bodenfläche 111 und umlaufenden Seitenwänden 112. In den Suspensionsbehälter 110 ist ein Deckel 114 eingehängt. Die Bodenfläche 111 und der Deckel 114 bilden selbst Elektrodenträger. Alternativ sind die Elektrodenträger als getrennte Elemente an den Komponenten 111, 114 angebracht. Die zueinander weisenden ebenen Oberflächen der Bodenfläche 111 und des Deckels 114 entsprechen der Seitenfläche des Elektrodenträger 120 gemäß 1. Die Oberflächen können glatt mit hervorstehenden Elektrodenpaaren oder strukturiert geformt sein, wie es bspw. im rechten vergrößerten Ausschnitt von 3 illustriert ist. In diesem Falle ist die Strukturierung als eine Vielzahl von parallelen, hervorragenden Stegen mit halbkreisförmigem Querschnitt ausgebildet. Die Stege 123 sind selbst elektrisch voneinander isolierte Elektroden oder Träger von Elektrodenstreifen. Die Breite eines Steges 123 beträgt bspw. rund 200 μm. Die Bodenfläche 111 und der Deckel 114 sind vorzugsweise so ausgerichtet, dass die Stege einander gegenüberliegen. Der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Stegen beträgt bspw. 200 μm. Alternativ zu der Ausführungsform gemäß 3 kann erfindungsgemäß auch vorgesehen sein, dass das mindestens eine Elektrodenpaar entweder auf der Bodenfläche 111 oder am Deckel 114 angebracht ist. 3 shows an electrode chamber according to the invention 100 with a trough-shaped suspension container 110 with a round or rectangular bottom surface, for example 111 and surrounding sidewalls 112 , In the suspension container 110 is a lid 114 hooked. The floor area 111 and the lid 114 form even electrode carrier. Alternatively, the electrode supports are separate elements on the components 111 . 114 appropriate. The mutually facing flat surfaces of the bottom surface 111 and the lid 114 correspond to the side surface of the electrode carrier 120 according to 1 , The surfaces may be smoothly formed with protruding pairs of electrodes or structured, as for example in the right-hand enlarged section of FIG 3 is illustrated. In this case, the structuring is formed as a plurality of parallel, protruding ridges with a semicircular cross-section. The bridges 123 are themselves electrically insulated from each other electrodes or carriers of electrode strips. The width of a bridge 123 is, for example, about 200 microns. The floor area 111 and the lid 114 are preferably aligned so that the webs face each other. The distance between the opposite webs is, for example, 200 microns. Alternative to the embodiment according to 3 can also be provided according to the invention that the at least one electrode pair either on the bottom surface 111 or on the lid 114 is appropriate.

Es wird hervorgehoben, dass auch bei der in 3 gezeigten Ausführungsform eine laterale Elektrofusion in den Zwischenräumen zwischen den Elektroden (z. B. 131, 132) vorgesehen ist. Die einander benachbarten Elektroden sind elektrisch von einander getrennt mit einer (nicht dargestellten) Steuereinrichtung verbunden.It is emphasized that even at the in 3 a lateral electrofusion in the spaces between the electrodes (eg. 131 . 132 ) is provided. The adjacent electrodes are electrically separated from each other and connected to a control device (not shown).

Die 4 und 5 illustrieren die rechteckige oder runde Grundform des Suspensionsbehälters 110 gemäß 3 und insbesondere der entsprechenden Bodenfläche 111 und des Deckels 114. Des Weiteren ist gezeigt, dass die erfindungsgemäßen Elektrodenträger allgemein auch in mindestens zwei, z. B. vier, Fusionsfelder F1 bis F4 unterteilt sein können. Jedes Fusionsfeld umfasst mindestens ein Elektrodenpaar, dass von den Elektrodenpaaren der anderen Fusionsfelder getrennt angesteuert werden kann. Des Weiteren ist aus 5 ersichtlich, dass die Elektrodenstreifen eines Elektrodenpaares in der Ebene des Elektrodenträgers auch gekrümmt verlaufen können.The 4 and 5 illustrate the rectangular or round basic shape of the suspension tank 110 according to 3 and in particular the corresponding floor area 111 and the lid 114 , Furthermore, it is shown that the electrode carrier according to the invention generally also in at least two, z. B. four, fusion fields F1 to F4 can be divided. Each fusion field comprises at least one electrode pair that can be controlled separately from the electrode pairs of the other fusion fields. Furthermore, it is off 5 It can be seen that the electrode strips of a pair of electrodes in the plane of the electrode carrier can also run in a curved manner.

Die 6 und 7 illustrieren schematisch eine erfindungsgemäße Elektrodenkammer mit einer Vielzahl von Elektrodenträgern. Diese Ausführungsform der Erfindung ist besonders vorteilhaft zur Elektrobehandlung großer Suspensionsvolumen, insbesondere in der Medizin, anwendbar. Die in 6 in schematischer Draufsicht illustrierte Elektrodenkammer 100 ist im Wesentlichen analog zur Elektrodenkammer 100 gemäß 1 aufgebaut. Der Suspensionsbehälter 110 besteht aus einer Wanne mit einer Bodenfläche (nicht dargestellt) und den Seitenwänden 112. In den Suspensionsbehälter 110 sind bspw. elf Elektrodenträger 120 eingesetzt. Die Elektrodenträger werden auch als Schieber bezeichnet. Als Positioniereinrichtung 113 dienen senkrecht in einer der Seitenwände 112 verlaufende Nuten mit einer Breite entsprechend der Dicke der Trägerkörper 121 der Elektrodenträger 120. Jeder Elektrodenträger 120 trägt ein- oder beidseitig mindestens ein Elektrodenpaar (nicht dargestellt), das jeweils mit einer eigenen Steuereinrichtung mit einer Spannungsversorgung verbunden ist. Vorzugsweise sind jedoch alle Elektrodenpaare gemeinsam über eine Schalteinrichtung mit der Steuereinrichtung mit einer Spannungsversorgung verbunden.The 6 and 7 schematically illustrate an electrode chamber according to the invention with a plurality of electrode carriers. This embodiment of the invention is particularly advantageous for the electro-treatment of large volumes of suspension, in particular in medicine applicable. In the 6 in a schematic plan view illustrated electrode chamber 100 is essentially analogous to the electrode chamber 100 according to 1 built up. The suspension tank 110 consists of a tub with a bottom surface (not shown) and the side walls 112 , In the suspension container 110 are, for example, eleven electrode carrier 120 used. The electrode carriers are also referred to as slides. As a positioning device 113 serve vertically in one of the side walls 112 extending grooves having a width corresponding to the thickness of the carrier body 121 the electrode carrier 120 , Every electrode carrier 120 carries on one or both sides at least one electrode pair (not shown), which is connected in each case with its own control device with a power supply. Preferably, however, all pairs of electrodes are connected together via a switching device with the control device to a power supply.

In 7 sind Einzelheiten der in 6 eingerahmten Elektrodenträger 120a, 120b vergrößert dargestellt. Auf den jeweiligen Trägerkörpern sind beidseitig parallel verlaufend Elektroden in Drahtform aufgebracht. Die Elektroden besitzen bspw. eine Drahtdicke d von rund 200 μm und eine lateralen Abstand b benachbarter Drähte von 200 μm. Auf jeder Seitenfläche jedes Elektrodenträgers 120a, 120b ist jeweils mindestens ein Elektrodenpaar 130 mit zwei Elektroden 131, 132 vorgesehen. Die Elektrodenträger sind im Suspensionsbehälter 110 parallel so angeordnet, dass der Abstand a einander gegenüberliegender Elektroden rund 400 μm beträgt.In 7 are details of in 6 framed electrode carrier 120a . 120b shown enlarged. On the respective carrier bodies, electrodes running in parallel on both sides are applied in wire form. The electrodes have, for example, a wire thickness d of about 200 μm and a lateral spacing b of adjacent wires of 200 μm. On each side surface of each electrode carrier 120a . 120b is in each case at least one pair of electrodes 130 with two electrodes 131 . 132 intended. The electrode carriers are in the suspension container 110 arranged in parallel so that the distance a face each other lying electrodes is about 400 microns.

Der Suspensionsbehälter 110 wird durch die Elektrodenträger 120 in Kompartimente unterteilt. Anwendungsabhängig können die Positioniereinrichtungen mit einem vorbestimmten Abstand vorgesehen sein, der den Abstand der Elektrodenträger und damit die Größe der Kompartimente festlegt. Alternativ können die Positioniereinrichtungen auch mit einem feinen Rastermaß, bspw. wie die seitlichen Schienen eines Objektträgerkastens, angeordnet sein, so dass der Nutzer die Elektrodenträger je nach Aufgabenstellung an verschiedenen Positionen einsetzen kann.The suspension tank 110 is through the electrode carrier 120 divided into compartments. Depending on the application, the positioning devices can be provided at a predetermined distance, which determines the distance between the electrode carriers and thus the size of the compartments. Alternatively, the positioning devices can also be arranged with a fine grid, for example, like the lateral rails of a slide box, so that the user can use the electrode carriers at different positions depending on the task.

Die Elektrodenkammer gemäß 6 ist mit besonderem Vorteil zur Durchführung von mehrschrittigen elektrischen Behandlungen biologischer Zellen oder Zellbestandteile (z. B. Membranteile, Organellen) geeignet. Sie wird insbesondere in der folgenden Weise als Porations- und Fusionskammer verwendet.The electrode chamber according to 6 is particularly suitable for performing multi-step electrical treatments of biological cells or cell components (e.g., membrane parts, organelles). It is used in particular in the following manner as a poration and fusion chamber.

In einem ersten Schritt wird der Suspensionsbehälter 110 der Elektrodenkammer 100 mit Elektrodenträgern in gewünschter Anzahl und gewünschten Abständen bestückt. Die Eingangssuspension mit den zu behandelnden Partikeln wird verdünnt, um eine vorbestimmte Suspensionsdichte einzustellen. Anschließend wird die verdünnte Suspension in die Elektrodenkammer 100 eingefüllt. Alle Kompartimente sind gleichmäßig befüllt. Die Partikel umfassen bspw. Zellen oder Zellgemische, aus denen bestimmte Zellen miteinander fusioniert werden sollen. Es kann eine Vorbehandlung der Zellsuspension durch Elektroporation vorgesehen sein. Die Elektroporation ist bspw. darauf gerichtet, durch Ausübung eines kritischen Feldpulses Zellen mit einem Durchmesser oberhalb eines vorbestimmten kritischen Durchmessers zu zerstören. Dadurch wird die Größenverteilung der in der Suspension enthaltenen Zellen verschmälert. Die an der nachfolgenden Elektrofusion beteiligten Zellen unterliegen geringeren Größenvariationen. Die Fusionsspannungen können dadurch optimiert und das Fusionsergebnis verbessert werden.In a first step, the suspension tank 110 the electrode chamber 100 equipped with electrode carriers in the desired number and desired intervals. The input suspension with the particles to be treated is diluted to set a predetermined suspension density. Subsequently, the diluted suspension in the electrode chamber 100 filled. All compartments are filled evenly. The particles include, for example, cells or cell mixtures from which certain cells are to be fused together. There may be a pretreatment of the cell suspension by electroporation. Electroporation is directed, for example, at destroying cells having a diameter above a predetermined critical diameter by applying a critical field pulse. This narrows the size distribution of the cells contained in the suspension. The cells involved in the subsequent electrofusion are subject to smaller size variations. The fusion stresses can be optimized thereby and the fusion result can be improved.

Zur Durchführung der Elektroporation werden alle Elektroden 131, 132 auf einer Seitenfläche eines Elektrodenträgers zu einer strukturierten Porationselektrode zusammengeschaltet. Zwischen die so gebildeten Porationselektroden zweier benachbarter Elektrodenträger wird die Porationsspannung angelegt. In den Bereichen zwischen den einander gegenüberliegenden Elektrodenteilen (siehe Bezugszeichen 133 in 7) kommt es zum Porationsdurchschlag der Zellen. Durch Einstellung der Feldstärke kann die Zellgröße, oberhalb derer die Elektroporation erfolgt, festgelegt werden.To carry out the electroporation, all electrodes 131 . 132 interconnected on a side surface of an electrode carrier to form a structured Porationselektrode. The poration voltage is applied between the thus formed poration electrodes of two adjacent electrode carriers. In the areas between the opposite electrode parts (see reference numeral 133 in 7 ) it comes to Porationsdurchschlag the cells. By adjusting the field strength, the cell size above which the electroporation takes place can be determined.

Anschließend erfolgt ein dielektrophoretisches Sammeln der im Zwischenraum a zwischen den Elektrodenträgern befindlichen Zellen in die Nähe der Elektroden 131, 132. In diesem Zustand werden die Elektroden zur Durchführung die Elektrofusion umgeschaltet. Zunächst wird zwischen benachbarte Elektroden 131, 132 eine Fusionsspannung zur Ausrichtung der Zellen als Kette (siehe z.B. bei Bezugszeichen 134) angelegt. Anschließend erfolgt in an sich bekannter Weise die Ausübung des Fusionspulses. Nach Ausübung des Fusionspulses kann eine Stabilisierungs- oder Alignmentspannung angelegt werden, um die Fusionsprodukte in an sich bekannter Weise zu stabilisieren. In weiteren Verfahrensschritten kön nen die Fusionsprodukte unter Wirkung dielektrophoretischer Kräfte in den Abstand a zwischen den Elektrodenträgern zurückgedrängt werden, um dort ggf. weiteren Porationsschritten unterzogen zu werden. Des Weiteren ist es möglich, einen oder mehrere Elektrodenträger im Zustand der ausgerichteten Zellketten mit angelegter Fusionsspannung aus dem Suspensionsbehälter 110 vorübergehend zu entnehmen und mit einer Mess- und Beobachtungseinrichtung (z. B. Mikroskop) zu untersuchen.Subsequently, a dielectrophoretic collection of the cells located in the gap a between the electrode carriers takes place in the vicinity of the electrodes 131 . 132 , In this state, the electrodes are switched to perform the electrofusion. First, between adjacent electrodes 131 . 132 a fusion voltage for aligning the cells as a chain (see, for example, reference numerals 134 ). Subsequently, in a conventional manner, the exercise of the fusion pulse. After the fusion pulse has been applied, a stabilization or alignment voltage can be applied to stabilize the fusion products in a manner known per se. In further process steps, the fusion products can be forced back under the action of dielectrophoretic forces into the distance a between the electrode carriers in order to be subjected to further poration steps there. Furthermore, it is possible to have one or more electrode carriers in the state of the aligned cell chains with applied fusion stress from the suspension container 110 temporarily removed and examined with a measuring and observation device (eg microscope).

Die erfindungsgemäße Elektrodenkammer ermöglicht eine neuartige Verfahrensweise bei der Elektrofusion, bei der auch große Suspensionsvolumen mit herkömmlichen Spannungsquellen einer Fusionsbehandlung unterzogen werden können. Die Suspensionsvolumen werden durch die Elektrodenträger in die Kompartimente unterteilt. Zur Elektrobehandlung der gesamten Suspension erfolgt eine schrittweise Behandlung der einzelnen Kompartimente, in dem sequenziell jeweils die zueinander weisenden Elektrodenpaare zweier benachbarter Elektrodenträger in der oben erläuterten Weise angesteuert werden. Zur sequenziellen Ansteuerung ist die oben genannte Schalteinrichtung vorgesehen, die nach Art eines Multiplexers jeweils zwei Elektrodenträger mit der Steuereinrichtung zur Durchführung der elektrischen Behandlung der Zellen verbindet. Mit relativ geringen Feldstärken von z. B. 1.5 kV/cm können auch große Suspensionsvolumen bis in den l-Bereich behandelt werden.The Inventive electrode chamber allows a novel procedure in the electrofusion, in which also large suspension volumes with conventional Voltage sources can be subjected to a fusion treatment. The suspension volume be through the electrode carrier divided into the compartments. For electro treatment of the whole Suspension, a gradual treatment of the individual compartments, in the sequential in each case the mutually facing electrode pairs two adjacent electrode carrier in the above explained Be driven way. For sequential control is the above-mentioned switching device provided, which in the manner of a multiplexer two electrode carriers each with the control device for carrying out the electrical treatment connects the cells. With relatively low field strengths of z. B. 1.5 kV / cm can also great Suspension volumes are treated up to the l range.

Bei der Elektrodenkammer 100 gemäß 6 ergeben sich die besonderen Vorteile. Durch die Elektrodenträger werden einzelne Module gebildet, die zeitlich aufeinander folgend oder sequenziell angesteuert werden können. Die Moduleinsätze sind insbesondere bei der Realisierung mit schieberartigen Elektrodenträgern einfach herstellbare Einwegprodukte. Dies ist eine Voraussetzung für medizinische Anwendungen. Die Suspensionsbehälter an sich können einfach sterilisiert werden. Je nach der Seitenflächengröße der Elektrodenträger, der Zahl der Fusionsfelder (sie he 4, 5) und/oder der Zahl der Elektrodenträger können kleinere oder größere Zellmengen oder kleinere oder größere Suspensionsvolumen bearbeitet werden. Die bisher verwendeten Protokolle für die elektrische Behandlung von Zellen oder Zellbestandteilen, wie sie an sich von herkömmlichen Helixkammern oder Porationskammern bekannt sind, können ohne Veränderungen übernommen werden. Es wird eine hohe Fusionsausbeute erzielt. Wenn der Abstand der Elektrodenträger bis zu rund 500 μm beträgt, ist sichergestellt, dass alle Zellen zwischen den Elektrodenträgern zur Fusion in die lateralen Abstände zwischen den einzelnen Elektroden gezogen werden können. Des Weiteren können alle Zellen poriert werden. Durch die Poration kann die Suspensionsdichte und/oder die Größenverteilung der Zellen optimal eingestellt werden. Die Spannung zur Ansteuerung der Elektroden reicht aus, um sowohl die Fusion als auch die Poration in isoosmolarer Lösung durchzuführen. Die Elektrodenkammer gemäß 6 kann auch als fluidisches Mikrosystem aufgebaut sein, bei dem die Elektroden an Kanalwänden angebracht sind und insbesondere eine laterale Behandlung der Partikel zwischen jeweils an einer Wand benachbarten Elektroden erfolgt. In diesem Fall kann die Zahl der den Elektrodenträgern entsprechenden Ebenen um ein Vielfaches, z.B. auf 1000 oder mehr erhöht werden.At the electrode chamber 100 according to 6 the special advantages arise. By the electrode carrier individual modules are formed, which can be controlled sequentially or sequentially in time. The module inserts are particularly easy to produce disposable products, especially when realized with slider-like electrode carriers. This is a requirement for medical applications. The suspension containers themselves can be easily sterilized. Depending on the side surface size of the electrode carrier, the number of fusion fields (see 4 . 5 ) and / or the number of electrode carriers may be smaller or larger ßere cell volumes or smaller or larger suspension volumes are processed. The protocols used so far for the electrical treatment of cells or cell components, as known per se from conventional helix chambers or pore chambers, can be adopted without changes. It is achieved a high fusion yield. If the distance of the electrode supports is up to about 500 μm, it is ensured that all cells between the electrode carriers for fusion can be pulled into the lateral distances between the individual electrodes. Furthermore, all cells can be porated. By poration, the suspension density and / or the size distribution of the cells can be optimally adjusted. The voltage to drive the electrodes is sufficient to perform both fusion and poration in iso-osmolar solution. The electrode chamber according to 6 can also be constructed as a fluidic microsystem, in which the electrodes are attached to channel walls and in particular a lateral treatment of the particles between each adjacent to a wall electrodes. In this case, the number of levels corresponding to the electrode carriers can be increased by a multiple, eg, to 1000 or more.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich insbesondere bei Elektrodenkammern mit dem in 8 schematisch illustrierten Aufbau. Diese Elektrodenkammern sind nach Art herkömmlicher Titer- oder Kultivierungskammern aufgebaut. Die einzelnen Kompartimente werden durch mehrere Vertiefungen im Körper des Suspensionsbehälters 110 gebildet. In jedem Kompartiment ist mindestens ein Elektrodenträger vorgesehen, wie dies oben unter Bezug auf die 3 bis 5 erläutert wurde. Bei diesen Elektrodenkammern können die Zellen nach der Poration oder der Fusion in den einzelnen Kompartimenten kultiviert werden. Eine Übertragung in andere Kultivierungsträger wird vermieden, so dass Fehler bei der Zellzuordnung und Zellverluste ausgeschlossen sind.Another advantage arises in particular with electrode chambers with the in 8th schematically illustrated construction. These electrode chambers are constructed in the manner of conventional titer or cultivation chambers. The individual compartments are passed through several depressions in the body of the suspension container 110 educated. In each compartment, at least one electrode carrier is provided, as described above with reference to 3 to 5 was explained. In these electrode chambers, the cells can be cultured after poration or fusion in the individual compartments. Transmission into other culture carriers is avoided so that errors in cell assignment and cell loss are excluded.

Claims

Electrode chamber ( 100 ), in particular for the treatment of suspended biological cells and / or cell components, comprising: - a suspension container ( 110 ), and - several electrode carriers ( 120 ), each having at least one pair of electrodes ( 130 ) and in the suspension container ( 110 ) are arranged, each electrode carrier ( 120 ) by a planar, plate-shaped support body ( 121 ) with at least one planar side surface ( 122 . 123 ) is formed and the at least one electrode pair ( 130 ), which consists of two electrically separated from each other arranged electrodes, on the planar side surface ( 122 . 123 ), characterized in that - the suspension container ( 110 ) through a pan with a bottom surface ( 111 ) and side walls ( 112 ), - the floor surface ( 111 ) and / or side walls ( 112 ) of the trough with a plurality of spaced-apart positioning devices ( 113 ), to each of which an electrode carrier ( 120 ) can be releasably secured, and - the electrode carrier ( 120 ) with the carrier bodies ( 121 ) parallel to one another and detachable at the positioning devices ( 113 ) are arranged, wherein the suspension container ( 110 ) through the electrode carrier ( 120 ) is divided into compartments.

Electrode chamber according to Claim 1, in which the pair of electrodes is formed by electrode strips or wires which extend over the respective side surface of the support body ( 121 ) protrude reference plane.

An electrode chamber according to claim 2, wherein the side surface has a local structuring with web-shaped projections and the electrodes ( 131 . 132 ) are arranged on the projections.

Electrode chamber according to one of the preceding claims, in which the electrode supports ( 120 . 120a . 120b ) on both sides in each case at least one electrode pair ( 130 ) exhibit.

Electrode chamber according to one of the preceding Claims, when the electrode pairs over a switching device are connected to a control device and the switching device is a multiplexer.

Method for treating biological cells and / or cell components with electric fields with an electrode chamber according to one of the preceding claims, comprising the steps of: - fitting the electrode chamber ( 100 ) with the electrode carriers ( 120 ) and filling a suspension of the cells and / or cell components to be treated, - dielectrophoretic collection of cells and / or cell components between the electrodes of a pair of electrodes, and - aligning and fusing cells and / or cell components between the electrodes.

Method according to claim 6, in which before collecting an electroporation to narrow the size distribution the cells and / or cell components takes place.

Method according to one the claims 6 or 7, in which a sequential control of a plurality of electrode arrays in a suspension container he follows.