Mikrogreifer mit integrierter Positionierungs-, Injektions- und Analysefunktion für biologische Zellen

Einleitung / Abstract

Die Technologie betrifft ein Mikrosystem zum Manipulieren einzelner (lebender) Zellen z. B. bei der Zellinjektion, Zellextraktion und Zelldiagnose. Im Gegensatz zum Stand der Technik sind eine Hohlnadel und ein Ansaugkanal monolithisch in zwei gegenüberliegende Greifbacken integriert. Somit entfällt eine aufwendige und fehleranfällige Mikromontage und eine separate Fixierung der Zelle. Fehler, z. B. infolge einer Ermüdung des Bedienpersonals, werden vermieden.

Hintergrund

Bisherige Verfahren zum Einführen einer Nadel in eine Zelle basieren auf manuellen oder allenfalls semi-automatischen Prozeduren. Zunächst wird i. d. R. eine Zelle mit einem separaten Werkzeug (z. B. Pipette) fixiert und anschließend eine frei bewegliche Nadel eingeführt. Der große manuelle Arbeitsanteil führt gegenwärtig bei einer Ermüdung des Bedienpersonals (infolge langer, starker Konzentration) zu Fehlern.

Lösung

m Gegensatz zum Stand der Technik sind eine Hohlnadel und ein Ansaugkanal monolithisch in zwei gegenüberliegende Greifbacken integriert. Somit entfällt eine aufwendige und fehleranfällige Mikromontage und eine separate Fixierung der Zelle. Der vorgestellte Mikro-Greifer beinhaltet zwei parallel verschiebbare Greifbacken. Durch das Ansaugen der Zelle mit Hilfe eines in eine Greifbacke integrierten Kanals kann die Zelle an die Kanalöffnung geführt und fixiert werden. Die Zelle wird dabei so positioniert, dass eine Mikro-Hohlnadel, die sich auf der gegenüberliegenden Greifbacke befindet, automatisch beim Schließen des Mikro-Greifers in die Zelle eingeführt wird. Ferner kann beim Einstich ein Kraftverlauf zur Charakterisierung des Einstichvorgangs aufgezeichnet werden. In Abb. 1 ist der Bereich der Greifbacken mit Ansaugkanal und Mikronadel schematisch dargestellt.

Vorteile

Anwendungsbereiche

Mikrosystem im Bereich der Biotechnologie zum Manipulieren einzelner (lebender) Zellen z. B. bei der Zellinjektion, Zellextraktion und Zelldiagnose