DE102013013003A1 - Apparatus and method for detaching biological material from a surface of a carrier - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ablösung biologischen Materials, insbesondere biologischer Zellen oder Proteine, von einer Oberfläche eines Trägers. Die Vorrichtung (10) umfasst eine Halteeinrichtung (11) zur Aufnahme mindestens eines Trägers (1) von biologischem Material (5), eine mechanischen Abstreifeinrichtung (28) mit mindestens einem Abstreifer (30) zur mechanischen Ablösung des biologischen Materials (5) von der Trägeroberfläche, und ein Gefäß (17), das mit der Halteeinrichtung (11) gekoppelt ist und so zum Abstreifer (30) angeordnet ist, dass vom Abstreifer abgelöstes Material von dem Gefäß (17) aufgefangen wird.The invention relates to a device and a method for detaching biological material, in particular biological cells or proteins, from a surface of a carrier. The device (10) comprises a holding device (11) for receiving at least one carrier (1) of biological material (5), a mechanical stripping device (28) with at least one scraper (30) for mechanical detachment of the biological material (5) from the Carrier surface, and a vessel (17) which is coupled to the holding device (11) and is arranged to the scraper (30), that the scraper detached material from the vessel (17) is collected.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ablösung biologischen Materials, insbesondere biologischer Zellen oder Proteine, von einer Oberfläche eines Trägers.The invention relates to a device and a method for detaching biological material, in particular biological cells or proteins, from a surface of a carrier.

Für biomedizinische Anwendungen werden zylindrische Probenträger, beispielsweise in Form von Drähten, Sonden oder Sensoren, zur Aufnahme von biologischen Zellen oder von Proteinen eingesetzt. Die Trägeroberfläche enthält eine Trägermatrix, beispielsweise aus einem (Bio-)Polymer wie z. B. Alginat, welches mit spezifischen Proteinen, z. B. Antikörper, funktionalisiert sein kann. Kommen Zellen oder Proteine in Kontakt mit der Trägeroberfläche, werden diese darauf immobilisiert. Zur Aufnahme von Zellen oder Proteinen kann ein derartiger zylindrischer Probenträger in ein Untersuchungsobjekt, z. B. den Arm eines Probanden bzw. in eine in dem Arm befindliche Schutzröhre eingeführt werden.For biomedical applications, cylindrical sample carriers, for example in the form of wires, probes or sensors, are used to receive biological cells or proteins. The carrier surface contains a carrier matrix, for example of a (bio) polymer such. B. alginate, which with specific proteins, eg. As antibodies, may be functionalized. When cells or proteins come into contact with the support surface, they are immobilized thereon. For receiving cells or proteins, such a cylindrical sample carrier can be placed in an examination subject, eg. B. the arm of a subject or in an arm located in the protective tube are introduced.

Zur weiteren Verwendung der auf der Oberfläche des zylindrischen Trägers aufgenommenen und immobilisierten Zellen oder Proteine ist es erforderlich, diese von der Trägeroberfläche abzulösen.For further use of the cells or proteins immobilized on the surface of the cylindrical support, it is necessary to detach them from the support surface.

Aus dem Stand der Technik sind hierfür Zellschaber bekannt, die jedoch für längliche, planare Oberflächen ausgelegt sind. Die Ablösung immobilisierter Zellen oder Proteine von zylindrischen Trägerobjekten ist mit derartigen Schabern zeitaufwändig und erfordert eine manuelle Handhabung.For this purpose, cell scrapers are known from the prior art, but they are designed for elongated, planar surfaces. The detachment of immobilized cells or proteins from cylindrical support objects is time consuming with such scrapers and requires manual handling.

Des Weiteren sind enzymatische Verfahren bekannt, um biologisches Material von einem Träger abzulösen. Derartige Verfahren erfordern in der Regel jedoch einen hohen Materialaufwand. Zudem ist der Einsatz derartiger Verfahren zeitlich kritisch, da die eingesetzten Enzyme biologisches Material, das im weiteren Verlauf für eine Analyse herangezogen werden soll, oftmals unspezifisch spalten, z. B. Proteine. Ein weiterer Nachteil ist, dass für Waschschritte oftmals eine Zentrifugation notwendig ist, die zellschädigenden Einfluss haben kann, beispielsweise durch eine Zerstörung der Zellmembran, und dadurch nachfolgende Analysemethoden beeinflussen bzw. ausschließen kann.Furthermore, enzymatic methods are known for detaching biological material from a carrier. However, such methods usually require a high cost of materials. In addition, the use of such methods is critical in time, since the enzymes used biological material that will be used in the further course for analysis, often nonspecific cleavage, z. For example proteins. Another disadvantage is that centrifugation is often necessary for washing steps, which can have cell-damaging influence, for example by destruction of the cell membrane, and thereby influence or preclude subsequent analysis methods.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Ablösen biologischen Materials von einem Träger bereitzustellen, die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen vermeidet. Es ist insbesondere eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Ablösen von biologischem Material von einem Träger bereitzustellen, die eine schnelle und schonende Ablösung von biologischen Zellen oder Proteinen von einem zylindrischen länglichen Träger ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zur Ablösung eines biologischen Materials von einem Träger bereitzustellen, das Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren vermeidet.An object of the present invention is to provide a device for detaching biological material from a carrier which avoids disadvantages of the devices known from the prior art. In particular, it is an object of the present invention to provide a device for detaching biological material from a carrier which enables rapid and gentle detachment of biological cells or proteins from a cylindrical elongated carrier. Another object of the present invention is to provide a method of detaching a biological material from a carrier which avoids the disadvantages of the prior art methods.

Die Aufgaben werden jeweils durch eine Vorrichtung oder ein Verfahren mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche und werden in der folgenden Beschreibung unter teilweiser Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.The objects are each achieved by a device or a method having the features of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent claims and are explained in more detail in the following description with partial reference to the figures.

Gemäß allgemeinen Gesichtspunkten der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Ablösung bzw. Abtrennung biologischen Materials, insbesondere biologischer Zellen und/oder Proteine, von einer Oberfläche eines Trägers bereitgestellt. Die Vorrichtung umfasst eine Halteeinrichtung zur Aufnahme mindestens eines Trägers, auf dessen Oberfläche ein biologisches Material immobilisiert ist, eine mechanische Abstreifeinrichtung mit mindestens einem Abstreifer zur mechanischen Ablösung der biologischen Zellen von der Trägeroberfläche und ein Gefäß, das mit der Halteeinrichtung gekoppelt ist. Das Gefäß ist dabei so relativ zum Abstreifer angeordnet, dass vom Abstreifer abgelöstes Material von dem Gefäß aufgefangen wird. Dies hat den Vorteil, dass biologisches Material beim Abtrennen direkt im Gefäß gesammelt werden kann. Vorzugsweise ist der mindestens eine Abstreifer so angeordnet, dass dieser von dem Gefäß umgeben ist. Mit anderen Worten befindet sich der Abstreifer vorzugsweise im Gefäßinneren, vorteilhafterweise in einem oberen Endbereich des Gefäßes.According to general aspects of the invention, an apparatus for detaching biological material, in particular biological cells and / or proteins, from a surface of a carrier is provided. The device comprises a holding device for receiving at least one carrier, on the surface of which a biological material is immobilized, a mechanical stripping device with at least one scraper for mechanical detachment of the biological cells from the carrier surface and a vessel which is coupled to the holding device. The vessel is arranged relative to the scraper so that material removed from the scraper material is collected by the vessel. This has the advantage that biological material can be collected directly in the vessel during separation. Preferably, the at least one scraper is arranged so that it is surrounded by the vessel. In other words, the scraper is preferably in the vessel interior, advantageously in an upper end region of the vessel.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Vorrichtung einen Anschluss zum Einleiten und/oder Ausleiten eines Fluids auf. Der Anschluss kann genutzt werden, um zur chemischen, vorzugsweise enzymatischen Ablösung der biologischen Zellen von der Trägeroberfläche ein entsprechendes Fluid in das Gefäß einzuleiten. Das Gefäß ist daher gleichzeitig als Reaktionsgefäß nutzbar, um die Ablösung der Zellen enzymatisch zu starten.According to a preferred embodiment, the device has a connection for introducing and / or discharging a fluid. The connection can be used to introduce a corresponding fluid into the vessel for chemical, preferably enzymatic detachment of the biological cells from the carrier surface. The vessel is therefore simultaneously usable as a reaction vessel to start the detachment of the cells enzymatically.

Ein besonderer Vorzug dieser Ausführungsform liegt somit darin, dass das biologische Material von der Trägeroberfläche unter Verwendung nur einer Vorrichtung wahlweise mechanisch und/oder chemisch abgelöst werden kann.A particular advantage of this embodiment is therefore that the biological material can be optionally mechanically and / or chemically detached from the support surface using only one device.

Eine besonders effektive Ablösung kann erreicht werden, wenn eine kombinierte chemische und mechanische Ablösung durch die Vorrichtung erfolgt. So können beispielsweise immobilisierte Zellen, die durch die enzymatische Behandlung noch nicht abgelöst wurden, durch den mindestens einen Abstreifer bei einer nachfolgenden mechanischen Abtrennung von der Trägeroberfläche entfernt werden. Bei beiden Abtrennvorgängen kann das abgelöste Material im selben Gefäß gesammelt werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Reaktionsgefäß auch für einen Waschschritt genutzt werden kann. Hierbei kann die Lösung zur chemischen Abtrennung nach einer vorbestimmten Inkubationszeit wieder aus dem Gefäß über den Anschluss ausgeleitet werden und nachfolgend durch einen Waschpuffer ersetzt werden.A particularly effective detachment can be achieved if a combined chemical and mechanical detachment takes place through the device. For example, immobilized cells which have not yet been detached by the enzymatic treatment can be removed by the at least one scraper in a subsequent mechanical separation from the support surface. In both separation processes, the detached Material collected in the same vessel. Another advantage is that the reaction vessel can also be used for a washing step. In this case, the solution for chemical separation can be discharged again from the vessel via the connection after a predetermined incubation time and subsequently be replaced by a washing buffer.

Besonders hervorzuheben ist ferner, dass die abgelösten Zellen und verbliebenen Fragmente der Immobilisierung in dem Gefäß sedimentieren können, um diese in einem vorbestimmten Auffangbereich zu sammeln. Dies hat den besonderen Vorteil, dass mit der vorliegenden Abtrennvorrichtung zellschädigende Zentrifugationsschritte vermieden werden können und stattdessen durch einen schonenden Sedimentationsvorgang ersetzt werden, um das abgetrennte Material zu sammeln.It should also be emphasized that the detached cells and remaining fragments of the immobilization can sediment in the vessel in order to collect them in a predetermined catchment area. This has the particular advantage that with the present separation device cell-damaging centrifugation steps can be avoided and instead be replaced by a gentle sedimentation process to collect the separated material.

Die Haltevorrichtung kann zur Halterung eines einzelnen Trägers oder zur Halterung einer Mehrzahl von Trägern ausgeführt sein. Ist die Halterung ausgeführt, eine Mehrzahl von Trägern zu haltern, weist die Abstreifeinrichtung mehrere Abstreifer auf, vorzugsweise derart, dass jeder Abstreifer einem gehalterten Träger zugeordnet ist. Zur Vereinfachung der Beschreibung wird nachfolgend das mechanische Abtrennen des biologischen Materials am Beispiel eines Trägers und eines Abstreifers beschrieben. Die Beschreibung gilt analog für den Fall, dass mehrere Träger gehaltert werden können und mehrere Abstreifer vorgesehen sind.The holding device can be designed to hold a single carrier or to hold a plurality of carriers. If the holder is designed to support a plurality of carriers, the stripping device has a plurality of scrapers, preferably in such a way that each scraper is associated with a carrier with support. To simplify the description, the mechanical separation of the biological material will be described below using the example of a carrier and a scraper. The description applies analogously to the case in which a plurality of carriers can be held and a plurality of scrapers are provided.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die mechanische Abstreifeinrichtung mit der Halteeinrichtung linear verfahrbar gekoppelt. Dies vereinfacht eine kontrollierte Bewegung des Abstreifers entlang eines gehalterten Trägers.According to a preferred embodiment, the mechanical stripping device is coupled to the holding device linearly movable. This simplifies a controlled movement of the scraper along a supported carrier.

Eine Möglichkeit der erfindungsgemäßen Realisierung sieht hierbei vor, die Halteeinrichtung so auszubilden, dass diese linear zu der Abstreifeinrichtung verfahrbar ist, so dass ein gehalterter Träger durch die Linearbewegung an dem Abstreifer zur Ablösung des biologischen Materials entlang geführt wird. Hierbei ist der mindestens eine Abstreifer starr in dem Gefäß angeordnet, und ein in der Halteeinrichtung gehalterter Träger wird beim Verfahren der Halteeinrichtung zumindest abschnittsweise aus dem Gefäß herausgezogen. Dabei werden diejenigen Trägerabschnitte, von denen das biologische Material bereits abgetrennt wurde, aus dem Gefäß herausgeführt.One possibility of the realization according to the invention is to design the holding device so that it can be moved linearly relative to the stripping device so that a supported carrier is guided along the stripper for the detachment of the biological material by the linear movement. In this case, the at least one scraper is arranged rigidly in the vessel, and a holder held in the holding device is at least partially withdrawn from the vessel during the movement of the holding device. In this case, those carrier sections, from which the biological material has already been separated, led out of the vessel.

Es ist jedoch auch möglich, den oder die Abstreifer linear verfahrbar mit der Abstreifeinrichtung zu koppeln, derart, dass zur Realisierung einer Abstreifbewegung der Abstreifer an einem im Gefäß starr angeordneten Träger entlang dessen Oberfläche verfahrbar ausgebildet ist.However, it is also possible to couple the wiper or scrapers linearly displaceable with the stripping device, such that, in order to realize a stripping movement, the scraper is designed to be movable along a surface of the support rigidly disposed in the vessel.

Eine hervorgehobene Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung betrifft die Ablösung biologischen Materials von dünnen, stabförmigen Trägern. Derartige Träger, beispielsweise ein Draht oder vergleichsweise geformte Sonden oder Sensoren, haben üblicherweise einen zylindrischen Querschnitt. Der Querschnitt des Trägers kann aber auch quadratisch oder rechteckig sein oder einen irregulären, d. h. unregelmäßigen bzw. vieleckigen Querschnitt aufweisen.An emphasized application of the device according to the invention relates to the detachment of biological material from thin, rod-shaped carriers. Such carriers, for example a wire or comparatively shaped probes or sensors, usually have a cylindrical cross-section. The cross section of the carrier may also be square or rectangular or an irregular, d. H. have irregular or polygonal cross-section.

Für derartige dünne Längsträger ist die Abstreifeinrichtung vorzugsweise so ausgeführt, dass ein verjüngter Endabschnitt des Abstreifers an die Querschnittskontur des Trägers mit vorbestimmten Abmessungen angepasst ist, derart, dass der verjüngte Endabschnitt an der Oberfläche des Trägers anliegt, vorzugsweise mit einem vorbestimmten Anpressdruck.For such thin side members, the stripping device is preferably designed so that a tapered end portion of the scraper is adapted to the cross-sectional contour of the carrier with predetermined dimensions, such that the tapered end portion abuts the surface of the carrier, preferably with a predetermined contact pressure.

Eine vorteilhafte Ausgestaltungsform sieht vor, dass der Abstreifer als ein sich verjüngender Hohlkörper ausgebildet ist. Der verjüngte Endabschnitt des Trägers weist typischerweise einen Durchmesser im μm- oder mm-Bereich auf.An advantageous embodiment provides that the scraper is designed as a tapered hollow body. The tapered end portion of the carrier typically has a diameter in the μm or mm range.

Für einen zylindrischen Träger ist der Abstreifer vorzugsweise konisch verjüngt ausgebildet, so dass der Durchmesser des verjüngten Endabschnitts auf den Querschnittsdurchmesser des Trägers angepasst ist und die Querschnittsoberfläche beim mechanischen Ablösen umfangsseitig umgibt.For a cylindrical carrier, the scraper is preferably tapered so that the diameter of the tapered end portion is adapted to the cross-sectional diameter of the carrier and peripherally surrounds the cross-sectional surface upon mechanical detachment.

Hierbei ist der Abstreifer der mechanischen Abstreifeinrichtung so angeordnet, dass dieser bei einer gegenseitigen Linearbewegung der Abstreifeinrichtung und der Halteeinrichtung in Längsrichtung des gehalterten Trägers entlang dessen Oberfläche verfahren wird.Here, the scraper of the mechanical stripping device is arranged so that it is moved in a mutual linear movement of the stripping device and the holding device in the longitudinal direction of the content Erten carrier along the surface thereof.

Auf diese Weise wird ein kontrolliertes Ablösen mit konstantem Anliegedruck des Abstreifers ermöglicht. Ein besonderer Vorteil ist, dass das biologische Material und die Trägermatrix von der gesamten Oberfläche eines stabförmigen Trägers mit einer Abstreifbewegung abgelöst werden kann, was mit den aus dem Stand der Technik bekannten Schabern, die für planare Trägeroberflächen ausgelegt sind, nicht möglich ist.In this way, a controlled detachment is made possible with constant contact pressure of the scraper. A particular advantage is that the biological material and the carrier matrix can be detached from the entire surface of a rod-shaped carrier with a stripping movement, which is not possible with the scrapers which are known from the prior art and are designed for planar carrier surfaces.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist an einem Gefäßende ein Auffangbereich zur Aufnahme des abgelösten und sedimentierten biologischen Materials angeordnet. Vorzugsweise ist der Auffangbereich trichterförmig ausgebildet.According to a particularly preferred embodiment, a collecting area for receiving the detached and sedimented biological material is arranged at a vessel end. Preferably, the catchment area is funnel-shaped.

Um die abgelösten biologischen Objekte direkt in ein angeschlossenes Gefäß überführen zu können, weist die Vorrichtung vorzugsweise mindestens ein Anschlusselement auf, das mit einem Auffanggefäß lösbar verbindbar ist, wobei der Auffangbereich mit dem mindestens einen Abschlusselement über ein Ablassventil verbunden ist.In order to be able to transfer the detached biological objects directly into a connected vessel, the device preferably has at least one connecting element, which with a Collecting vessel is releasably connectable, wherein the collecting area is connected to the at least one end element via a drain valve.

Eine vorteilhafte Variante dieser Ausgestaltungsform sieht vor, dass ein erstes Anschlusselement vorgesehen ist, an dem ein Zentrifugenröhrchen lösbar angeschlossen werden kann, z. B. über ein Schraubgewinde an dem ersten Anschlusselement. Dieses erste Anschlusselement ist vorzugsweise am untersten und/oder einem verjüngten Abschnitt des Auffangbereichs angeordnet, so dass die sedimentierten biologischen Objekte durch Öffnen des Ablassventils des Auffanggefäßes abgeleitet werden können.An advantageous variant of this embodiment provides that a first connection element is provided, on which a centrifuge tube can be detachably connected, for. B. via a screw thread on the first connection element. This first connection element is preferably arranged on the lowermost and / or a tapered section of the catchment area, so that the sedimented biological objects can be discharged by opening the drain valve of the collection vessel.

Ferner kann die Vorrichtung ein zweites Anschlusselement vorsehen, das eine Rohrleitung umfasst, die ausgeführt ist, mit einem Injektionsinstrument, vorzugsweise einer Spritze, zur Entnahme von abgelösten Zellen aus dem Auffangbereich verbunden zu werden. Bei Aufsetzen einer Spritze nach Öffnen des zugeordneten Ablassventils können die in dem Auffangbereich sedimentierten biologischen Objekte durch Aufziehen der Spritze herausgesaugt werden.Furthermore, the device may provide a second connection element comprising a pipeline designed to be connected to an injection instrument, preferably a syringe, for removal of detached cells from the collection area. When placing a syringe after opening the associated drain valve, the biological objects sedimented in the catchment area can be sucked out by pulling on the syringe.

Eine derartige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermöglicht somit eine schnelle und flexible Ernte der bei der Verarbeitung abgelösten biologischen Objekte.Such an embodiment of the device according to the invention thus enables a fast and flexible harvest of the detached during processing biological objects.

Gemäß einer weiteren Variante ist eine Trenneinrichtung vorgesehen, mit der der Auffangbereich vom übrigen Innenvolumen des Gefäßes trennbar ist. Auf diese Weise kann eine räumliche Trennung von Reaktionsgefäß und Ablassventil zur Ernte der biologischen Objekte nach erfolgter Ablösung erreicht werden. Durch die Trenneinrichtung kann ferner vermieden werden, dass das gesammelte sedimentierte biologische Material wieder aufgewirbelt wird.According to a further variant, a separating device is provided with which the collecting area can be separated from the remaining internal volume of the vessel. In this way, a spatial separation of the reaction vessel and drain valve for harvesting the biological objects can be achieved after the replacement. By the separator can be further avoided that the collected sedimented biological material is whirled up again.

Die Trennvorrichtung kann beispielsweise als Schaufelrad ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Schaufelrad aus einem elastischen Material hergestellt, um sich an die Kontur des Auffangbereichs anpassen zu können.The separating device may be formed, for example, as a paddle wheel. Preferably, the paddle wheel is made of an elastic material to conform to the contour of the catchment area.

Eine weitere Variante dieser Ausführungsform sieht vor, dass die Trennvorrichtung zur Durchmischung eines im Gefäß befindlichen Mediums rotierbar ausgeführt ist. Beispielsweise kann das Schaufelrad in einem kontinuierlichen Rotationsmodus betrieben werden. Die Trennvorrichtung kann somit eine Doppelfunktion ausüben: die im Auffangbereich gesammelten biologischen Objekte vom übrigen Innenvolumen des Reaktionsgefäß zu trennen und andererseits eine Durchmischung der Reaktionslösung oder der Waschlösung im Reaktionsgefäß zu bewirken.A further variant of this embodiment provides that the separating device is designed to be rotatable for mixing a medium located in the vessel. For example, the paddle wheel can be operated in a continuous rotation mode. The separation device can thus perform a dual function: to separate the biological objects collected in the collecting area from the remaining internal volume of the reaction vessel and, on the other hand, to effect thorough mixing of the reaction solution or of the washing solution in the reaction vessel.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel bildet die Abstreifvorrichtung einen Deckel für das Gefäß. Die Abstreifvorrichtung ist hierbei an dem von dem Auffangbereich gegenüberliegenden Gefäßende angeordnet.According to a further embodiment, the stripping device forms a lid for the vessel. The stripping device is in this case arranged on the opposite end of the collecting area vessel end.

Um die Träger schnell in der Haltevorrichtung zu befestigen, kann diese einen Spannmechanismus zur Befestigung eines Trägers aufweisen. Die Haltevorrichtung ist vorzugsweise ausgeführt, einen Endbereich des Trägers aufzunehmen.In order to fasten the carriers quickly in the holding device, this can have a clamping mechanism for fixing a carrier. The holding device is preferably designed to receive an end region of the carrier.

Der Abstreifer kann aus einem starren oder einem flexiblen Material geformt sein, beispielsweise aus Stahl oder Kunststoff. Ein starrer Schaber hat den Vorteil, dass hiermit nicht nur das biologische Material, sondern auch das Material der Trägermatrix zuverlässig mit abgetrennt werden kann.The scraper may be formed of a rigid or a flexible material, for example of steel or plastic. A rigid scraper has the advantage that not only the biological material but also the material of the carrier matrix can be reliably separated with it.

Weiterhin wird ein Verfahren zur Ablösung biologischer Zellen von einer Trägeroberfläche eines Trägers unter Verwendung einer Vorrichtung, wie vorstehend beschrieben, bereitgestellt.Furthermore, a method for detaching biological cells from a support surface of a support using a device as described above is provided.

Das Verfahren umfasst die Schritte: Haltern eines Trägers mit auf der Trägeroberfläche angeordneten biologischen Zellen in der Halteeinrichtung und mechanisches Ablösen der biologischen Zellen durch den Abstreifer und/oder chemisches, vorzugsweise enzymatisches Ablösen der biologischen Zellen durch Einleiten einer Lösung in das Gefäß. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Trägeroberfläche mit einer Matrix beschichtet, auf der die biologischen Zellen immobilisiert sind. Ferner trennt der Abstreifer beim mechanischen Ablösen die biologischen Zellen und die Matrix vom Träger ab.The method comprises the steps of: holding a carrier with biological cells arranged in the holder on the carrier surface and mechanical detachment of the biological cells by the stripper and / or chemical, preferably enzymatic detachment of the biological cells by introducing a solution into the vessel. According to a preferred embodiment, the support surface is coated with a matrix on which the biological cells are immobilized. In addition, during mechanical detachment, the wiper separates the biological cells and the matrix from the carrier.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform erfolgt eine Sedimentation der abgelösten biologischen Zellen im Auffangbereich, so dass eine zellschädigende Zentrifugation vermieden werden kann.In a particularly advantageous embodiment, a sedimentation of the detached biological cells in the collecting area, so that a cell-damaging centrifugation can be avoided.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:Further details and advantages of the invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 einen stabförmigen zylindrischen Träger; 1 a rod-shaped cylindrical support;

2 eine Vorrichtung zur Ablösung biologischer Zellen oder Proteine von einer Oberfläche eines Trägers gemäß einem Ausführungsbeispiel; 2 a device for detaching biological cells or proteins from a surface of a carrier according to an embodiment;

3 eine Vorrichtung zur Ablösung biologischer Zellen oder Proteine von einer Oberfläche eines Trägers gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel; 3 a device for detachment of biological cells or proteins from a surface a carrier according to another embodiment;

4 und 5 eine schematische vergrößerte Darstellung, um die mechanische Abtrennung mit der mechanischen Abstreifeinrichtung zu illustrieren; 4 and 5 a schematic enlarged view to illustrate the mechanical separation with the mechanical stripping device;

6 die Vorrichtung in einem Verfahrzustand bei der mechanischen Abtrennung gemäß einem Ausführungsbeispiel; 6 the device in a traveling state in the mechanical separation according to an embodiment;

7 die Entnahme des abgelösten biologischen Materials mittels eines Zentrifugenröhrchens; und 7 the removal of the detached biological material by means of a centrifuge tube; and

8 die Entnahme des abgelösten biologischen Materials mittels einer Spritze. 8th the removal of the detached biological material by means of a syringe.

1 illustriert beispielhaft einen zylindrischen Träger 1 zur Aufnahme von biologischen Zellen oder Proteinen 5. Der Träger 1 weist einen oberen Endbereich 2 auf, an dem der Träger in einer Halterung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehaltert wird. Hierzu kann der Endbereich 2 mit einem rutschfesten Material beschichtet oder überzogen sein. 1 exemplifies a cylindrical carrier 1 for uptake of biological cells or proteins 5 , The carrier 1 has an upper end portion 2 on, on which the carrier is held in a holder of the device according to the invention. This can be the end area 2 coated or coated with a non-slip material.

Die zylindrische Kulturoberfläche 3 des Trägers 1 kann aus Kunststoff, Metall oder Glas gefertigt sein. Auf dieser zylindrischen Kulturoberfläche 3 wird eine Matrix 4, bestehend aus einem (Bio-)Polymer, wie beispielsweise Alginat, aufgebracht, welches mit spezifischen Proteinen, z. B. Antikörper, funktionalisiert sein kann. Auf der Matrix 4 haftet ein biologisches Material 5 aus diagnostischen Verfahren oder In-vitro-Kultivierung.The cylindrical culture surface 3 of the carrier 1 can be made of plastic, metal or glass. On this cylindrical culture surface 3 becomes a matrix 4 consisting of a (bio) polymer, such as alginate, applied with specific proteins, e.g. As antibodies, may be functionalized. On the matrix 4 sticks a biological material 5 from diagnostic procedures or in vitro cultivation.

2 beschreibt schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 10 zum Ablösen der biologischen Zellen 5 von dem Träger 1. Die Abtrennvorrichtung 10 umfasst eine Halteeinrichtung 11 zur Aufnahme eines Trägers von biologischen Zellen, ein Gefäß 17, da mit der Halteeinrichtung 11 gekoppelt ist und fluiddicht verschlossen werden kann, und eine mechanische Abstreifeinrichtung 28 mit mindestens einem Abstreifer (in 1 nicht gezeigt) zur mechanischen Ablösung der biologischen Zellen von der Trägeroberfläche. 2 describes schematically a first embodiment of a device 10 for detachment of the biological cells 5 from the carrier 1 , The separating device 10 includes a holding device 11 for receiving a carrier of biological cells, a vessel 17 because with the holding device 11 is coupled and can be closed fluid-tight, and a mechanical stripping 28 with at least one scraper (in 1 not shown) for mechanical detachment of the biological cells from the support surface.

Die Haltevorrichtung 11 umfasst ein hohlzylinderförmig ausgebildetes Außengehäuse 13, das gleichzeitig als Führung beim Verfahren entlang des Reaktionsgefäßes 17 dient. Ferner umfasst die Haltevorrichtung 11 eine obere runde Abschlussplatte 12, die in eine entsprechende Aufnahme des Außengehäuses 13 eingepasst ist.The holding device 11 comprises a hollow cylindrical outer housing 13 , at the same time as a guide in the process along the reaction vessel 17 serves. Furthermore, the holding device comprises 11 an upper round end plate 12 which fits into a corresponding receptacle of the outer housing 13 is fitted.

Die Halteeinrichtung 11 ist ausgebildet, den Kopfbereich 2 des Trägerzylinders 1 zu haltern. Hierzu ist an der Abschlussplatte 12 mittig ein Spannelement 16 (siehe 4) zur Aufnahme des Kopfteils 2 des Trägerzylinders 1 vorgesehen.The holding device 11 is trained, the head area 2 of the carrier cylinder 1 to hold. This is on the end plate 12 in the middle a clamping element 16 (please refer 4 ) for receiving the head part 2 of the carrier cylinder 1 intended.

Das Reaktionsgefäß 17 ist in das Außengehäuse 13 eingepasst und in diesem beweglich geführt. Das Reaktionsgefäß 17 kann aus Glas, Kunststoff oder Metall gefertigt sein. Die Dimensionen des Reaktionsgefäßes sind an die Dimensionen des Zylinderträgers 1 angepasst, so dass die Träger 1 vollständig in das Reaktionsgefäß 17 eingeführt werden können.The reaction vessel 17 is in the outer casing 13 fitted and guided in this mobile. The reaction vessel 17 can be made of glass, plastic or metal. The dimensions of the reaction vessel are to the dimensions of the cylinder carrier 1 adjusted so that the wearer 1 completely into the reaction vessel 17 can be introduced.

Zwischen dem Reaktionsgefäß 17 und der Halterung 11 ist eine mechanische Abstreifeinrichtung 28 angeordnet, die starr mit dem Reaktionsgefäß 17 verbindbar ist und mit der Halteeinrichtung 11 linear verfahrbar bewegungsgekoppelt ist. Die Abstreifeinrichtung 28 enthält eine kreisförmige Halterungsplatte 15, die am Außengehäuses 13 linear verfahrbar geführt ist, beispielsweise in einer Führungsnut (nicht gezeigt), die sich in Längsrichtung des Außengehäuses 13 erstreckt.Between the reaction vessel 17 and the holder 11 is a mechanical stripping device 28 arranged rigidly with the reaction vessel 17 is connectable and with the holding device 11 is linearly movable motion coupled. The stripping device 28 contains a circular mounting plate 15 on the outer casing 13 is guided linearly movable, for example in a guide groove (not shown) extending in the longitudinal direction of the outer housing 13 extends.

Im Zentrum der Halterungsplatte 15 ist eine Durchgangsbohrung vorgesehen, die etwas größer als der Durchmesser des Zylinderträgers 1 ist. Auf der dem Reaktionsgefäß 17 zugewandten Seite der Halterungsplatte 15 ist mindestens ein Abstreifer angeordnet (in 1 nicht gezeigt), was nachfolgend unter Bezugnahme auf die 4–6 noch detaillierter beschrieben wird.In the center of the mounting plate 15 a through hole is provided, which is slightly larger than the diameter of the cylinder carrier 1 is. On the reaction vessel 17 facing side of the support plate 15 At least one scraper is arranged (in 1 not shown), which is described below with reference to FIGS 4 - 6 will be described in more detail.

Am unteren Gefäßende ist zur Aufnahme von abgelösten Zellen ein konischer Auffangbereich 19 angeordnet. Die Eintrittsöffnung des Auffangbereichs 19 kann mit einer Trennvorrichtung 20 verschlossen werden, die z. B. als zwei- oder vier blättriges Schaufelrad 20 ausgebildet sein kann. Hierbei zeigt das Bezugszeichen 20a das Schaufelrad in der geschlossenen horizontalen Stellung, während das Bezugszeichen 20b das Schaufelrad in der offenen vertikalen Stellung zeigt.At the lower end of the vessel is a conical collecting area for receiving detached cells 19 arranged. The inlet opening of the collecting area 19 can with a separator 20 be closed, the z. B. as a two- or four-bladed paddle wheel 20 can be trained. Here, the reference symbol 20a the paddle wheel in the closed horizontal position, while the reference numeral 20b shows the paddle wheel in the open vertical position.

Die Schaufeln des Schaufelrads 20 sind hierbei elastisch, so dass diese beim Gleiten entlang der Schrägkanten des Auffangbereichs 19 nachgeben. Das Schaufelrad 20 kann zudem in einem kontinuierlichen Rotationsbetrieb betrieben werden, um ein in das Reaktionsgefäß 17 eingeleitetes Fluid durchmischen zu können.The blades of the paddle wheel 20 are elastic, so that they slide along the beveled edges of the collection area 19 give in. The paddle wheel 20 can also be operated in a continuous rotation operation to one in the reaction vessel 17 to be able to mix introduced fluid.

Am unteren Ende des Anschlussbereichs 19 befindet sich ein Ablassventil 24, an das sich ein trichterförmiges Anschlusselement 25 anschließt. Das Anschlusselement 25 weist ein Schraubgewinde auf (nicht gezeigt), so dass ein Zentrifugenröhrchen 26 aufgeschraubt werden kann.At the bottom of the connection area 19 there is a drain valve 24 , to which a funnel-shaped connecting element 25 followed. The connection element 25 has a screw thread (not shown), so that a centrifuge tube 26 can be screwed on.

An der Mantelfläche des Auffangbereichs 19 ist ein zweites Anschlusselement vorgesehen. Hierzu ist eine Rohrleitung 21 über eine Durchgangsbohrung mit dem Innenvolumen des Auffangbereichs 19 verbunden. Das im Anschlussbereich 19 gesammelte biologische Material kann über die Rohrleitung 21 und ein Ablassventil 23 entnommen werden.On the lateral surface of the collecting area 19 a second connection element is provided. This is a pipeline 21 via a through hole with the inner volume of the collecting area 19 connected. The in the connection area 19 Collected biological material can pass through the pipeline 21 and a drain valve 23 be removed.

Der Endbereich 22 des Ablassrohres 21 ist so dimensioniert, dass dieses zur Aufnahme eines geeigneten Injektionsinstruments, beispielsweise einer Spritze, ausgebildet ist. Das Rohr 21 kann auch als Zufuhrrohr genutzt werden, um ein Fluid zur chemischen Ablösung oder eine Waschlösung in das Reaktionsgefäß 17 einzuleiten. Ein derartiger Anschluss zum Einleiten eines Fluids in das Reaktionsgefäß 17 kann jedoch auch seitlich am Außengehäuse 13 oder am gegenüberliegenden Gefäßende angeordnet sein.The end area 22 the discharge pipe 21 is dimensioned so that this is adapted to receive a suitable injection instrument, such as a syringe. The pipe 21 can also be used as a feed tube to a chemical release fluid or a washing solution in the reaction vessel 17 initiate. Such a port for introducing a fluid into the reaction vessel 17 but can also be laterally on the outer housing 13 or be arranged at the opposite end of the vessel.

Die mechanische Abstreifeinrichtung 28 ist mit der Halteeinrichtung 11 linear verfahrbar bewegungsgekoppelt, was durch den Doppelpfeil in 2 angedeutet ist.The mechanical stripping device 28 is with the holding device 11 linearly movable motion coupled, which is indicated by the double arrow in 2 is indicated.

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel 100 der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Hierbei ist die Haltevorrichtung 11 ausgeführt, eine Mehrzahl von Trägern 1 zu haltern. Dementsprechend weist die Halteplatte 15 der Abstreifeinrichtung mehrere Durchgangsöffnungen für das Kopfende der gehalterten Träger 1 auf. Ferner umfasst die Abstreifvorrichtung auch eine entsprechende Anzahl von Abstreifern (nicht gezeigt), wobei diese so angeordnet sind, dass jeder Abstreifer einem gehalterten Träger zugeordnet ist. 3 shows a further embodiment 100 the device according to the invention. Here is the holding device 11 executed, a plurality of carriers 1 to hold. Accordingly, the holding plate 15 the stripping device a plurality of through openings for the head end of the content Erten carrier 1 on. Furthermore, the stripping device also comprises a corresponding number of scrapers (not shown), which are arranged so that each scraper is associated with a content-carrier.

Die 4 bis 6 illustrieren schematisch die mechanische Abstreifung unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die 4 zeigt den Spannmechanismus 16, der mittels Spannelementen 27 das Kopfende 2 des zylindrischen Trägers 1 einspannt. Der eingesetzte Spannmechanismus kann beispielsweise durch eine Klemmfeder oder andere geeignete aus dem Stand der Technik bekannte Haltemechanismen gebildet werden.The 4 to 6 illustrate schematically the mechanical stripping using the device according to the invention. The 4 shows the clamping mechanism 16 that by means of clamping elements 27 the head end 2 of the cylindrical carrier 1 clamps. The inserted clamping mechanism can be formed, for example, by a clamping spring or other suitable retaining mechanisms known from the prior art.

Mit dem Bezugszeichen 29 ist der Randbereich der Durchgangsöffnung 29a in der 1 gezeigten kreisförmigen Halterungsplatte 15 der Abstreifeinrichtung schematisch dargestellt. Unterhalb der Durchtrittsöffnung 29a ist der gehalterte Träger 1 von dem Reaktionsgefäß umgeben. Der Abstreifer 30 ist an dem Randbereich 28 starr befestigt und so ausgeführt, dass ein verjüngter Endabschnitt 30a des Abstreifers 30 an den Querschnittsdurchmesser des Trägers 1 angepasst ist, so dass der verjüngte Endabschnitt 30 an der Oberfläche des Trägers 1 anliegt.With the reference number 29 is the edge region of the passage opening 29a in the 1 shown circular support plate 15 the stripping device shown schematically. Below the passage opening 29a is the supported vehicle 1 surrounded by the reaction vessel. The scraper 30 is at the edge area 28 rigidly fastened and designed so that a tapered end section 30a of the scraper 30 to the cross-sectional diameter of the carrier 1 is adjusted so that the tapered end section 30 on the surface of the carrier 1 is applied.

Die mechanische Abstreifeinrichtung 28 ist mit der Halteeinrichtung 11 linear verfahrbar bewegungsgekoppelt. Zur mechanischen Ablösung der biologischen Zellen 5 wird die Halteeinrichtung 11 linear zu dem Abstreifer 30, der starr zu dem Gefäß angeordnet ist, verfahren.The mechanical stripping device 28 is with the holding device 11 linearly movable coupled. For mechanical detachment of biological cells 5 becomes the holding device 11 linear to the scraper 30 , which is arranged rigidly to the vessel, proceed.

Somit wird die Trägeroberfläche durch die Verfahrbewegung an dem Abstreifer 30 vorbei geführt, wodurch die biologischen Zellen 5 und die Trägermatrix 4 durch den Endbereich 30a des Abstreifers von dem Träger mechanisch abgeschabt werden.Thus, the carrier surface by the movement on the scraper 30 passed over, reducing the biological cells 5 and the carrier matrix 4 through the end area 30a of the scraper are mechanically scraped off the carrier.

Dies ist in den 5 und 6 veranschaulicht. Die Figuren zeigen einen Verfahrzustand der Vorrichtung 10, in dem die Halteeinrichtung 11, wie durch den Pfeil jeweils rechts oben angedeutet, nach oben verfahren wurde, so dass der gehalterte Träger 1 an dem Abstreifer 30 vorbeigezogen wurde. Hierbei wurden durch den verjüngten Endabschnitt 30a des Abstreifers 30 sowohl die Trägermatrix 4 als auch die darauf immobilisierten Zellen 5 von der Trägeroberfläche abgeschabt, die nach unten in das Gefäß (siehe 6) fallen bzw. sedimentieren.This is in the 5 and 6 illustrated. The figures show a movement state of the device 10 in which the holding device 11 , as indicated by the arrow at the top right, was moved upwards, so that the supported carrier 1 on the scraper 30 was pulled past. This was due to the tapered end section 30a of the scraper 30 both the carrier matrix 4 as well as the cells immobilized thereon 5 scraped off the support surface, which is down into the vessel (see 6 ) fall or sediment.

In 6 ist ferner ersichtlich, dass der in der Halteeinrichtung gehalterte Träger 1 beim Verfahren abschnittsweise aus dem Gefäß 17 heraustritt, nachdem die Trägermatrix 4 und das biologische Material 5 von dessen Oberfläche abgeschält wurde. Das Gemisch 40 aus abgeschältem biologischem Material 5 und der Trägermatrix 5 sedimentiert in Richtung des Auffangbereichs 19 und sammelt sich dort an. Hierzu wird die Trennvorrichtung 20 in eine offene Stellung 20b gebracht.In 6 It can also be seen that the carrier supported in the holding device 1 in the process sections of the vessel 17 emerges after the carrier matrix 4 and the biological material 5 from the surface was peeled off. The mixture 40 made of peeled biological material 5 and the carrier matrix 5 sedimented in the direction of the collecting area 19 and accumulates there. For this purpose, the separator 20 in an open position 20b brought.

Das lineare Verfahren der mechanischen Abstreifeinrichtung relativ zur Halteeinrichtung kann durch manuelles Hochziehen der Halteeinrichtung erfolgen. Alternativ kann ein Linearaktuator zum Antrieb der Halteeinrichtung vorgesehen sein.The linear method of the mechanical stripping device relative to the holding device can be done by manually pulling up the holding device. Alternatively, a linear actuator for driving the holding device may be provided.

Die 7 und 8 zeigen vorteilhafte Ausführungsbeispiele zur Entnahme des abgelösten Materials 40 aus der Ablösevorrichtung.The 7 and 8th show advantageous embodiments for removing the detached material 40 from the release device.

7 zeigt hierbei einen Zustand, bei dem das abgelöste Material 40 bereits im Auffangbereich 19 sedimentiert ist. Nach der Sedimentation des abgelösten biologischen Materials 40 im Auffangbereich wird die Trennvorrichtung 20 durch Drehung des Schaufelrads 20 in eine geschlossene, horizontale Stellung gebracht, so dass der Auffangbereich vom Innenvolumen des Reaktionsgefäßes 17 getrennt ist. 7 shows here a state in which the detached material 40 already in the catchment area 19 sedimented. After sedimentation of the detached biological material 40 in the collecting area is the separator 20 by rotation of the paddle wheel 20 brought into a closed, horizontal position, so that the catchment area of the inner volume of the reaction vessel 17 is disconnected.

Ferner ist auf das Anschlusselement 25 ein Zentrifugenröhrchen 26 aufgeschraubt. Wird nun das Ablassventil 24 geöffnet, wie in 7 gezeigt, dann können die sedimentierten Zellen 40 durch zusätzliches Spülen über das Anschlusselement 25 in ein weiteres Zentrifugenröhrchen 26 überführt werden. Alternativ kann das abgelöste sedimentierte Material 40 durch das Ablassventil 23 und das Zugangsrohr 21 entnommen werden, indem das Material 40 mit einer Spritze 27 aus dem Auffangbereich 19 herausgesaugt wird. Hierzu wird das Ventil 23 in eine offene Stellung gebracht, eine Spritze auf den Endbereich 22 des Rohres 21 aufgesteckt und der Griff 28 der Spritze 27 zum Aufziehen herausgezogen.Further, on the connection element 25 a centrifuge tube 26 screwed. Will now the drain valve 24 open, as in 7 shown, then the sedimented cells 40 by additional rinsing via the connecting element 25 in another centrifuge tube 26 be transferred. Alternatively, the detached sedimented material 40 through the drain valve 23 and the access tube 21 be removed by the material 40 with a syringe 27 from the catchment area 19 is sucked out. This is the valve 23 placed in an open position, a syringe on the end 22 of the pipe 21 plugged and the handle 28 the syringe 27 pulled out to be pulled up.

Nachfolgend wird ein beispielhaftes Verfahren zum Ablösen biologischen Materials unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 beschrieben.Hereinafter, an exemplary method of detaching biological material using the apparatus of the present invention will be described 10 described.

Das zylindrisches Kultursubstrat 1, an dem Zellen 5 aus diagnostischen Verfahren oder In-vitro-Kultivierung haften, wird aus einem Lagermedium herausgenommen und in die Halteeinrichtung 11 eingespannt. Der Kopfbereich 2 des Trägers 1 ist dabei fest eingespannt. Der darunter angeordnete Abstreifer 30 der Abstreifeinrichtung 28 liegt dabei an der Oberfläche des Zylinders an. Die Halteeinrichtung 11 wird im folgenden Schritt mit dem Reaktionsgefäß 17 verbunden.The cylindrical culture substrate 1 on which cells 5 from diagnostic procedures or in vitro cultivation, is taken out of a storage medium and into the holding device 11 clamped. The head area 2 of the carrier 1 is firmly clamped. The scraper located underneath 30 the stripping device 28 lies on the surface of the cylinder. The holding device 11 is in the following step with the reaction vessel 17 connected.

Das Reaktionsgefäß 17 kann nun mit einer Lösung geflutet werden, um z. B. die Ablösung der Zellen 5 enzymatisch zu starten. Nach einer festgelegten Inkubationszeit kann die Enzymlösung wieder aus dem Reaktionsgefäß entfernt werden und z. B. durch einen Waschpuffer ersetzt werden. Immobilisierte Zellen 5, die durch die enzymatische Behandlung noch nicht abgelöst wurden, können durch die Bewegung der Haltevorrichtung in z-Richtung (Pfeilrichtung in 6) mechanisch an der Oberfläche abgelöst werden. Die abgelösten Zellen 5 und verbliebenen Fragmente 4 der Immobilisierung (z. B. (Bio-)Polymere) sedimentieren im Auffangbereich 19 des Reaktionsgefäßes 17 und können dann vom übrigen Innenvolumen des Reaktionsraums 17 durch die Abtrennvorrichtung 20 getrennt werden. Die sedimentierten Zellen können dann durch zusätzliches Spülen durch den Anschluss 25 in ein weiteres Zentrifugenröhrchen 26 überführt werden oder können direkt über den Anschluss 21 in einer Spritze 27 aufgenommen werden. Die isolierten Zellen können dann weiteren Untersuchungen (z. B. REM, PCR, FACS) zugeführt werden.The reaction vessel 17 can now be flooded with a solution to z. B. the detachment of the cells 5 to start enzymatically. After a specified incubation time, the enzyme solution can be removed from the reaction vessel again and z. B. be replaced by a wash buffer. Immobilized cells 5 , which have not yet been removed by the enzymatic treatment, by the movement of the holding device in the z-direction (arrow in FIG 6 ) are mechanically detached on the surface. The detached cells 5 and remaining fragments 4 immobilization (eg (bio) polymers) sediment in the collecting area 19 of the reaction vessel 17 and can then from the remaining internal volume of the reaction space 17 through the separating device 20 be separated. The sedimented cells can then be flushed through the port 25 in another centrifuge tube 26 be transferred or can directly over the connection 21 in a syringe 27 be recorded. The isolated cells can then be sent to further examinations (eg REM, PCR, FACS).

Claims (16)

Vorrichtung (10; 100) zur Ablösung biologischen Materials, insbesondere biologischer Zellen oder Proteine (5), von einer Oberfläche eines Trägers (1), mit a) einer Halteeinrichtung (11) zur Aufnahme mindestens eines Trägers (1) von biologischem Material (5); b) einer mechanischen Abstreifeinrichtung (28) mit mindestens einem Abstreifer (30) zur mechanischen Ablösung des biologischen Materials (5) von der Trägeroberfläche; und c) einem Gefäß (17), das mit der Halteeinrichtung (11) gekoppelt ist und so zum Abstreifer (30) angeordnet ist, dass vom Abstreifer abgelöstes Material von dem Gefäß (17) aufgefangen wird.Contraption ( 10 ; 100 ) for detachment of biological material, in particular biological cells or proteins ( 5 ), from a surface of a carrier ( 1 ), with a) a holding device ( 11 ) for accommodating at least one carrier ( 1 ) of biological material ( 5 ); b) a mechanical stripping device ( 28 ) with at least one scraper ( 30 ) for the mechanical detachment of the biological material ( 5 ) from the support surface; and c) a vessel ( 17 ) connected to the holding device ( 11 ) is coupled and so to scraper ( 30 ) is arranged, that detached from the scraper material from the vessel ( 17 ) is caught. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10; 100) einen Anschluss zum Einleiten und/oder Ausleiten eines Fluids aufweist, so dass zur chemischen Ablösung des biologischen Materials (5) von der Trägeroberfläche ein Fluid in das Gefäß (17) einleitbar ist.Device according to claim 1, characterized in that the device ( 10 ; 100 ) has a connection for introducing and / or discharging a fluid, so that for the chemical detachment of the biological material ( 5 ) from the support surface a fluid in the vessel ( 17 ) can be introduced. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, (a) dass die mechanische Abstreifeinrichtung (28) mit der Halteeinrichtung (11) linear verfahrbar bewegungsgekoppelt ist; und/oder (b) dass die Vorrichtung (10; 100) ausgeführt ist, zur mechanischen Ablösung des biologischen Materials (5) die Halteeinrichtung (11) linear zu dem mindestens einen Abstreifer (30), der starr zum Gefäß (17) angeordnet ist, zu verfahren, so dass ein in der Halteeinrichtung (11) gehalterter Träger (1) beim Verfahren abschnittsweise aus dem Gefäß (17) heraustritt.Device according to claim 1 or 2, characterized in that (a) the mechanical stripping device ( 28 ) with the holding device ( 11 ) is linearly movable motion coupled; and / or (b) that the device ( 10 ; 100 ) is carried out for the mechanical separation of the biological material ( 5 ) the holding device ( 11 ) linear to the at least one scraper ( 30 ), which is rigid to the vessel ( 17 ) is arranged to proceed, so that in the holding device ( 11 ) supported carrier ( 1 ) in the process, in sections, from the vessel ( 17 ) emerges. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, (a) dass die Abstreifeinrichtung (28) so ausgeführt ist, dass ein verjüngter Endabschnitt (30a) des mindestens einen Abstreifers (30) an die Querschnittskontor eines Trägers (1) mit vorbestimmten Abmessungen angepasst ist, derart, dass der verjüngte Endabschnitt (30) an der Oberfläche des Trägers anliegt; und/oder (b) dass der mindestens eine Abstreifer (30) der mechanischen Abstreifeinrichtung (28) so angeordnet ist, dass der mindestens eine Abstreifer (30) bei einer gegenseitigen Linearbewegung der Abstreifeinrichtung (28) und der Halteeinrichtung (11) in Längsrichtung des gehalterten Trägers (1) entlang dessen Oberfläche verfahren wird.Device according to claim 3, characterized in that (a) the stripping device ( 28 ) is designed so that a tapered end portion ( 30a ) of the at least one scraper ( 30 ) to the Querschnittskontor a carrier ( 1 ) is adapted with predetermined dimensions, such that the tapered end portion ( 30 ) bears against the surface of the carrier; and / or (b) that the at least one scraper ( 30 ) of the mechanical stripping device ( 28 ) is arranged so that the at least one scraper ( 30 ) in a mutual linear movement of the stripping device ( 28 ) and the holding device ( 11 ) in the longitudinal direction of the supported carrier ( 1 ) is moved along the surface. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Auffangbereich (19), der an einem Gefäßende zur Aufnahme von abgelöstem biologischem Material (5) angeordnet ist.Device according to one of the preceding claims, characterized by a collecting area ( 19 ) at a vessel end for receiving detached biological material ( 5 ) is arranged. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch mindestens ein Anschlusselement, das mit einem Auffanggefäß lösbar (17) verbindbar ist, wobei der Auffangbereich (19) mit dem mindestens einen Anschlusselement über ein Ablassventil (23, 24) verbunden ist.Apparatus according to claim 5, characterized by at least one connection element which can be detached with a collecting vessel ( 17 ), whereby the catchment area ( 19 ) with the at least one connection element via a drain valve ( 23 . 24 ) connected is. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch (a) ein erstes Anschlusselement (25) mit einem Schraubgewinde, das mit einem Zentrifugenröhrchen (26) verbindbar ist; und/oder (b) einem zweiten Anschlusselement, das eine Zugangsleitung (21) umfasst, die ausgeführt ist, mit einem Injektionsinstrument, vorzugsweise einer Spritze (27), zur Entnahme von abgelöstem biologischem Material (5) aus dem Auffangbereich (19) verbunden zu werden.Apparatus according to claim 6, characterized by (a) a first connection element ( 25 ) with a screw thread connected to a centrifuge tube ( 26 ) is connectable; and or (b) a second connection element having an access line ( 21 ), which is executed, with an injection instrument, preferably a syringe ( 27 ), for the removal of detached biological material ( 5 ) from the catchment area ( 19 ) to be connected. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 7, gekennzeichnet durch eine Trenneinrichtung, mit der der Auffangbereich (19) vom übrigen Innenvolumen (18) des Gefäßes (17) trennbar ist.Device according to one of the preceding claims 5 to 7, characterized by a separating device with which the collecting area ( 19 ) from the remaining internal volume ( 18 ) of the vessel ( 17 ) is separable. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, (a) dass die Trennvorichtung als Schaufelrad (20) ausgebildet ist; und/oder (b) dass die Trennvorrichtung aus einem elastischen Material gebildet ist; und/oder (c) dass die Trennvorrichtung zur Durchmischung eines im Gefäß befindlichen Mediums rotierbar ausgeführt ist.Device according to Claim 8, characterized in that (a) the separating device is in the form of a paddle wheel ( 20 ) is trained; and / or (b) the separator is formed of an elastic material; and / or (c) that the separating device is designed to be rotatable for mixing a medium contained in the vessel. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstreifvorrichtung (28) einen Deckel (15) für das Gefäß (17) bildet.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the stripping device ( 28 ) a lid ( 15 ) for the vessel ( 17 ). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, (a) dass die Haltevorrichtung (11) ausgeführt ist, eine Mehrzahl von Trägern (1) zu haltern und dass die Abstreifeinrichtung (11) mehrere Abstreifer (30) umfasst, derart, dass jeder Abstreifer (30) einem gehalterten Träger (1) zugeordnet ist; und/oder (b) dass die Haltevorrichtung (11) einen Spannmechanimus (27) zur Halterung des mindestens einen Trägers (1) aufweist; und/oder (c) dass die Haltevorrichtung (11) ausgeführt ist, einen Endbereich (2) des mindestens einen Trägers (1) aufzunehmen.Device according to one of the preceding claims, characterized in that (a) the holding device ( 11 ), a plurality of carriers ( 1 ) and that the stripping device ( 11 ) several scrapers ( 30 ), such that each scraper ( 30 ) a salaried carrier ( 1 ) assigned; and / or (b) that the holding device ( 11 ) a clamping mechanism ( 27 ) for holding the at least one carrier ( 1 ) having; and / or (c) that the holding device ( 11 ), an end region ( 2 ) of the at least one carrier ( 1 ). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, (a) dass die mechanische Abstreifeinrichtung (28) mindestens einen sich verjüngenden Hohlkörper als Abstreifer (30) enthält; und/oder (b) dass der Träger stabförmig ausgebildet ist mit einem zylindrischen, einem quadratischen, einem rechteckigen oder einem irregulären Querschnitt; und/oder (c) dass der verjüngte Endabschnitt (30a) einen Durchmesser im Mikrometer- oder Millimeterbereich aufweist; und/oder (d) dass der Abstreifer (30) aus einem starren Material geformt ist.Device according to one of the preceding claims 4 to 11, characterized in that (a) the mechanical stripping device ( 28 ) at least one tapered hollow body as a scraper ( 30 ) contains; and / or (b) that the carrier is rod-shaped with a cylindrical, a square, a rectangular or an irregular cross-section; and / or (c) that the tapered end portion ( 30a ) has a diameter in the micrometer or millimeter range; and / or (d) that the scraper ( 30 ) is formed of a rigid material. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Auffangbereich (19) konisch geformt ist.Device according to one of the preceding claims 5 to 12, characterized in that the collecting area ( 19 ) is conically shaped. Verfahren zur Ablösung biologischen Materials, insbesondere biologischer Zellen oder Proteine (5), von einer Trägeroberfläche eines Trägers (1) unter Verwendung einer Vorrichtung (10; 100) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 13, umfassend die Schritte: (a) Haltern eines Trägers (1) mit auf der Trägeroberfläche angeordnetem biologischem Material in der Halteeinrichtung (11); und (b) mechanisches Ablösen des biologischen Materials (5) durch den Abstreifer (30); und/oder (c) chemisches, vorzugsweise enzymatisches Ablösen des biologischen Materials (5) durch Einleiten eines Fluids in das Gefäß (17).Method for detaching biological material, in particular biological cells or proteins ( 5 ), from a carrier surface of a carrier ( 1 ) using a device ( 10 ; 100 ) according to one of the preceding claims 1 to 13, comprising the steps: (a) holding a carrier ( 1 ) with biological material arranged on the carrier surface in the holding device ( 11 ); and (b) mechanical detachment of the biological material ( 5 ) by the scraper ( 30 ); and / or (c) chemical, preferably enzymatic detachment of the biological material ( 5 ) by introducing a fluid into the vessel ( 17 ). Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, (a) dass die Trägeroberfläche mit einer Matrix (4) beschichtet ist, auf der das biologische Material (5) immobilisiert ist; und (b) dass der Abstreifer (30) beim mechanischen Ablösen das biologische Material (5) und die Matrix (4) vom Träger (1) abtrennt.Method according to claim 14, characterized in that (a) the carrier surface is coated with a matrix ( 4 ) on which the biological material ( 5 ) is immobilized; and (b) that the scraper ( 30 ) when mechanically detaching the biological material ( 5 ) and the matrix ( 4 ) from the carrier ( 1 ) separates. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, gekennzeichnet durch eine Sedimentation des abgelösten biologischen Materials im Auffangbereich (19).Method according to one of claims 14 or 15, characterized by a sedimentation of the detached biological material in the collecting area ( 19 ).

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