DE10202887A1 - Cell analysis method comprises applying single cell in drop of solution to functionalized position connected to contact and measuring electrical parameters between contact and second contact on patch pipette - Google Patents

Abstract

Cell analysis method comprises applying a single cell (5) or a small number of cells in a drop (7) of cell solution to a measuring position on a solid substrate (1) which is functionalized to hold the drop in position and is connected to a contact. A patch pipette (9) with a second contact is moved down until it touches the cell and the electrical parameters between the two contacts are measured.

Description

Die Erfindung betrifft ein Zellanalyseverfahren unter Einsatz einer Patch-Pipette zur Messung elektrischer Eigenschaften von Zellmaterial und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. The invention relates to a cell analysis method using a patch pipette Measurement of electrical properties of cell material and a device for Execution of the procedure.

In der pharmazeutischen und biologischen Forschung werden häufig Untersuchungen an Zellen durchgeführt. Ein Beispiel hierfür ist die sogenannte Patch-Clamp- Technik. Dabei werden Ströme durch die Ionenkanäle der Zellwand in Abhängigkeit von verschiedenen Wirkstoffen bzw. deren Konzentration getestet. Weiterhin untersucht man auch spezifische Wechselwirkungen zwischen einer Zelle und biologischen Makromolekülen, die sich z. B. in dem die Zelle umgebenden Nährmedium oder aber auf einer Festkörperoberfläche befinden können. Die konventionelle Patch-Clamp-Technik ist z. B. in "Patch-Clamp-Technik", M. Numberger und Andreas Draguhn, Spektrum Akad. Vlg., Hdg. 1996 beschrieben. In einer Petrischale befindet sich eine Vielzahl von Zellen, welche z. B. mit einem invertierten Mikroskop betrachtet werden. Mit einem Mikromanipulator wird nun eine Glaskapillare (Patch-Pipette) zur Zellwand bewegt und bei Berührung der Zellmembran in der Pipette Unterdruck erzeugt. Durch diesen Unterdruck wird die Zellwand gegen die Patch-Pipette gepreßt. In der die Zelle umgebenden Nährlösung befindet sich eine erste Elektrode und in der Patch-Pipette selbst eine zweite. Es wird nun eine Spannung von etwa 100 mV angelegt und der Strom durch die Ionenkanäle der Zellmembran gemessen. Diesen Vorgang wiederholt man ggf. für die ausgewählte Zelle in unterschiedlichen Medien bzw. unterschiedlichen Konzentrationen eines Wirkstoffes und erhält auf diese Weise Aufschluß über den Einfluß der Medien bzw. des Wirkstoffes auf die Aktivität der Ionenkanäle. Die Patch-Clamp-Technik, wie sie heute durchgeführt wird, ist im wesentlichen eine manuelle Tätigkeit. Andere Beispiele für bekannte Patch-Clamp-Techniken sind in US 6,063,260 bzw. US 6,117,291 beschrieben. In pharmaceutical and biological research are common Studies were carried out on cells. An example of this is the so-called patch clamp Technology. Currents flow through the ion channels of the cell wall Dependence on different active substances and their concentration tested. Specific interactions between cells are also examined and biological macromolecules, e.g. B. in the surrounding the cell Nutrient medium or can be located on a solid surface. The conventional patch clamp technology is e.g. B. in "Patch Clamp Technique", M. Numberger and Andreas Draguhn, Spektrum Akad. Vlg., Hdg. Described in 1996. In a Petri dish contains a large number of cells, which, for. B. with an inverted Microscope. With a micromanipulator, one becomes Glass capillary (patch pipette) moved to the cell wall and in contact with the cell membrane the pipette creates negative pressure. This negative pressure counteracts the cell wall pressed the patch pipette. It is in the nutrient solution surrounding the cell a first electrode and a second in the patch pipette itself. It will now be one Voltage of about 100 mV is applied and the current through the ion channels of the Cell membrane measured. This process may be repeated for the selected one Cell in different media or different concentrations of one Active ingredient and in this way receives information about the influence of the media or of the active substance on the activity of the ion channels. The patch clamp technique like it performed today is essentially a manual activity. Other Examples of known patch clamp techniques are described in US Pat. No. 6,063,260 and US Pat. US 6,117,291.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Zellanalyseverfahren und eine Zellanalysevorrichtung anzugeben, die eine Automatisierung und die Reduzierung an benötigtem Material ermöglichen. The object of the present invention is a cell analysis method and Cell analysis device specifying automation and reduction enable required material.

Diese Aufgabe wird mit einem Zellanalyseverfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1 und einer Zellanalysevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 21 gelöst. This task is performed using a cell analysis method with the characteristics of Claim 1 and a cell analysis device with the features of the claim 21 solved.

Bei dem erfindungsgemäßen Zellanalyseverfahren werden einzelne Zellen bzw. eine geringe Anzahl von Zellen als Zellösungstropfen an einem definierten Meßpunkt auf der Oberfläche eines Substrates deponiert. Der Meßpunkt ist derart funktionalisiert, daß sich ein Zellösungstropfen bevorzugt darauf aufhält, und elektrisch kontaktiert. Das Substrat kann ein Festkörper sein, wobei dieser Begriff kristalline Substanzen, aber auch z. B. Kunststoffsubstrate umfaßt. Erfindungsgemäß wird eine Patch-Pipette, ähnlich wie sie auch beim Stand der Technik benutzt wird, mit einem zweiten elektrischen Kontakt derart in Richtung der Oberfläche bewegt, daß eine Zelle aus dem auf dem Meßpunkt befindlichen Zellösungstropfen von der Patch-Pipette gehalten wird und durch den zweiten elektrischen Kontakt in der Patch-Pipette elektrisch kontaktiert wird. Schließlich können über den ersten elektrischen Kontakt und den zweiten elektrischen Kontakt elektrische Eigenschaffen der Zellmembran gemessen werden, die von der Patch-Pipette gehalten wird. In the cell analysis method according to the invention, individual cells or a small number of cells as cell solution drops on a defined Measuring point deposited on the surface of a substrate. The measuring point is like this functionalized that a drop of cell solution prefers to be there, and electrical contacted. The substrate can be a solid, this term being crystalline Substances, but also e.g. B. includes plastic substrates. According to the invention a patch pipette, similar to that used in the prior art a second electrical contact is moved in the direction of the surface such that a cell from the drop of cell solution on the measuring point from the Patch pipette is held and by the second electrical contact in the Patch pipette is contacted electrically. Finally, about the first electrical contact and the second electrical contact electrical Properties of the cell membrane are measured, held by the patch pipette becomes.

So können z. B. elektrische Transporteigenschaften oder Potentiale gemessen werden. So z. B. measured electrical transport properties or potentials become.

Die Zelle kann an der Patch-Pipette z. B. einfach durch Anlegen von Unterdruck an die Patch-Pipette gehalten werden. Der Zellösungstropfen kann aber vorteilhaft auch so klein gewählt werden, daß eine Zelle in dem Tropfen bei Kontakt mit der Patch-Pipette nicht ausweichen kann. Dies kann durch entsprechende Dosierung der Tropfenmenge oder durch entsprechend kleine Meßpunkte erreicht werden, die z. B. durch Vorversuche ermittelt werden können. Die Verfahrensführung wird durch diese zudem noch materialsparende Methode noch weiter vereinfacht. The cell can be attached to the patch pipette e.g. B. simply by applying negative pressure the patch pipette is held. The cell solution drop can, however, be advantageous can also be chosen so small that a cell in the drop upon contact with the Patch pipette cannot evade. This can be done by appropriate dosage the amount of drops or by correspondingly small measuring points, which z. B. can be determined by preliminary tests. The process will further simplified by this material-saving method.

Durch die Funktionalisierung eines Meßpunktes derart, daß sich der Zellösungstropfen bevorzugt darauf aufhält, ist die Verwendung einer Petrischale nicht mehr notwendig. Das Verfahren eignet sich besonders zur Durchführung auf Chips, wie sie auch in der Halbleitertechnik Verwendung finden, und kann auf einem Element durchgeführt werden, das Teil eines sogenannten lab-on-the-chip (siehe z. B. O. Müller, Laborwelt 1/2000, Seiten 36-38) ist, auf dem sich mehrere Analyse- bzw. Synthesestationen befinden. By functionalizing a measuring point in such a way that the drop of cell solution is preferably on it, the use of a petri dish is no longer necessary. The process is particularly suitable for carrying out on chips, as they are also in the semiconductor industry use, and may be carried out on an element that is part of a so-called lab-on-the-chip (see, eg. BO Müller, Laborwelt 1/2000, Pages 36-38), on which there are several analysis or synthesis stations.

Der Zellösungstropfen wird aufgrund der erfindungsgemäßen Funktionalisierung des Meßpunktes und seiner Oberflächenspannung zusammengehalten, so daß keine sonstige laterale Eingrenzung notwendig ist. Das Substrat kann also im wesentlichen planar sein und ist entsprechend einfach zu handhaben und zu reinigen. The cell solution drop is due to the functionalization according to the invention the measuring point and its surface tension held together so that no other lateral limitation is necessary. The substrate can therefore be essentially planar and are accordingly easy to handle and clean.

Es können sehr kleine Volumina in der Größenordnung von einigen Nanolitern bis Mikrolitern verarbeitet werden, wohingegen bei konventionellen Techniken unter Einsatz von Petrischalen mehrere Milliliter nötig sind. Der notwendige Materialaufwand ist also stark verringert. Very small volumes of the order of a few nanoliters can be achieved Microliters are processed, whereas with conventional techniques below The use of petri dishes requires several milliliters. The necessary The cost of materials is therefore greatly reduced.

Die Positionierung der Zellen auf der Substratoberfläche kann ohne jede Sichtkontrolle erfolgen, da sich die Zellen aufgrund der Funktionalisierung der Meßpunkte an definierten Orten befinden, wo sie auch durch die Oberflächenspannung gehalten werden. Außerdem ist der Zellösungstropfen mit der Zelle auf dem Meßpunkt lokalisiert, so daß keine manuelle Ansteuerung einer Zelle in einer Petrischale mit der Patch-Pipette nötig ist. The positioning of the cells on the substrate surface can be done without any Visual inspection takes place because the cells are due to the functionalization of the measuring points located at defined locations where they are also affected by surface tension being held. In addition, the cell solution drop with the cell is at the measuring point localized so that no manual control of a cell in a Petri dish with the patch pipette is necessary.

Mehrere Meßpunkte können z. B. in Form einer Matrix auf einem Chip angeordnet werden, um mehrere Untersuchungen parallel durchführen zu können. Dazu kann eine entsprechende Anzahl von Patch-Pipetten, die automatisiert bewegt werden und einen Rasterabstand aufweisen, der dem Rasterabstand der matrixförmig angeordneten Meßpunkte entspricht, eingesetzt werden. Ebenso können einzelne Meßpunkte auf einem Träger zusammengefaßt werden, z. B. einem Kunststoffträger, wobei auch hier vorteilhafterweise ein festes Rastermaß gewählt wird. Das erfindungsgemäße Verfahren, bei dem Zellösungströpfchen auf einem Meßpunkt verwendet werden, eignet sich also zudem sehr zur Parallelisierung. Several measuring points can e.g. B. arranged in the form of a matrix on a chip in order to be able to carry out several examinations in parallel. This can a corresponding number of patch pipettes that are moved automatically and have a grid spacing that corresponds to the grid spacing of the matrix arranged measuring points corresponds to be used. Likewise, individual Measuring points are summarized on a carrier, for. B. one Plastic carrier, with a fixed grid dimension being advantageously selected here too. The Method according to the invention, with the droplets of cell solution at one measuring point are also very suitable for parallelization.

Vorteilhafterweise wird das erfindungsgemäße Zellanalyseverfahren mit einer Anordnung durchgeführt, bei der der Meßpunkt derartige Benetzungseigenschaften aufweist, daß er mit der Zellflüssigkeit bevorzugter benetzt als die umgebende Substratoberfläche. Der Meßpunkt ist also vorzugsweise benetzungsfreundlich. Dies kann z. B. dadurch erreicht werden, daß die umgebende Festkörperoberfläche benetzungsfeindlich gemacht wird. Bei wäßrigen Lösungen kann dies z. B. durch eine Silanisierung der umgebenden Festkörperoberfläche geschehen. The cell analysis method according to the invention is advantageously carried out using a Arrangement carried out in which the measuring point such wetting properties has that it wets with the cell fluid more preferably than the surrounding Substrate surface. The measuring point is therefore preferably wettable. This can e.g. B. can be achieved in that the surrounding solid surface anti-wetting. In aqueous solutions, this can be done e.g. B. by the surrounding solid surface is silanized.

Die Steuerung der bevorzugten Aufenthaltsorte von Zellösungstropfen durch eine Modulation der Benetzungseigenschaften der Substratoberfläche vermeidet die Notwendigkeit von Gräben oder Kanälen. Die Substratoberfläche bleibt im wesentlichen eben. Dies erleichtert die Reinigung und Handhabung einer entsprechenden Vorrichtung und des Verfahrens. Zur Herstellung einer entsprechend benetzungsmodulierten Oberfläche können gut handhabbare lithographische Techniken und Beschichtungstechnologien eingesetzt werden. The control of the preferred locations of drops of cell solution by a Modulation of the wetting properties of the substrate surface avoids that The need for trenches or channels. The substrate surface remains in the essential. This facilitates the cleaning and handling of a corresponding one Device and method. To make one accordingly Wetting-modulated surface can be easily handled lithographic techniques and Coating technologies are used.

Besonders vorteilhaft läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren einsetzen, wenn die Wirkung einer Wirkstoff- bzw. Nährlösung auf die Zellmembran untersucht werden soll. Ein Tropfen der entsprechenden Wirkstofflösung wird dazu mit dem Zellösungstropfen auf der Oberfläche des Substrates in Verbindung gebracht, während oder bevor die elektrischen Transporteigenschaften gemessen werden. Auf der ebenen Oberfläche des Substrates ist dieser Schritt sehr leicht durchzuführen und erfordert nur eine sehr geringe Menge an Wirkstofflösung, da nicht das große Volumen einer Petrischale eingesetzt wird. The method according to the invention can be used particularly advantageously if investigated the effect of an active ingredient or nutrient solution on the cell membrane shall be. A drop of the corresponding active ingredient solution is used with the Drops of cell solution associated on the surface of the substrate, during or before the electrical transport properties are measured. This step is very easy on the flat surface of the substrate perform and requires only a very small amount of drug solution, because not that large volume of a petri dish is used.

Besonders vorteilhaft läßt sich die Wirkstofflösung mit Hilfe des Impulsübertrages einer Oberflächenschallwelle in Richtung des Meßpunktes bewegen. Wird an der Oberfläche eine Oberflächenschallwelle mit Ausbreitungsrichtung zwischen einem Wirkstofftropfen und dem Meßpunkt angeregt, so wird deren Impuls auf die Wirkstofflösung übertragen und bewirkt so eine Bewegung des Wirkstofftropfens in Richtung des Meßpunktes. Oberflächenschallwellen lassen sich auf einfache Weise mit Hilfe von Interdigitaltransducern, wie sie aus der Oberflächenwellenfiltertechnologie bekannt sind, erzeugen. Die Bewegung kleiner Flüssigkeitsmengen auf Festkörperoberflächen mit Hilfe von Oberflächenschallwellen ist in DE-A-100 55 318 beschrieben. The active ingredient solution can be particularly advantageous with the aid of the pulse transmission a surface sound wave in the direction of the measuring point. Will at the Surface of a surface sound wave with direction of propagation between one Active substance droplets and the measuring point, so their momentum on the Transfer drug solution and thus causes a movement of the drug drop in Direction of the measuring point. Surface sound waves can be easily with the help of interdigital transducers, such as those from the Surface wave filter technology are known to produce. The movement of small amounts of liquid Solid surfaces with the help of surface acoustic waves is in DE-A-100 55 318 described.

Der Transport von Wirkstoff findet ebenfalls in der Substratebene statt, d. h. es sind keine weiteren Pipetten oder Dispenser erforderlich, um den Wirkstoff zuzugeben. The transport of active ingredient also takes place at the substrate level, i. H. there are no further pipettes or dispensers are required to add the active ingredient.

Der Wirkstofftropfen wird vorteilhafterweise aus einem Wirkstofflösungsreservoir abgezogen. Dieses Reservoir kann durch einen Oberflächenbereich gebildet werden, der von der Wirkstofflösung im Gegensatz zu der umgebenden Substratoberfläche bevorzugt benetzt wird. Auf diesem Oberflächenbereich kann sich ein durch seine Oberflächenspannung zusammengehaltener Wirkstofftropfen befinden. Durch Einwirkung einer entsprechend gerichteten Oberflächenschallwelle geeigneter Intensität läßt sich von diesem Wirkstofftropfen ein Teil separieren und in Richtung des Meßpunktes bewegen. Die notwendige Benetzungsmodulation zur Darstellung eines Wirkstofflösungsreservoirs kann z. B. für den Fall einer wäßrigen Wirkstofflösung ebenfalls durch Hydrophobisierung der umgebenden Oberfläche erreicht werden. The drug drop is advantageously from a drug solution reservoir deducted. This reservoir can be formed by a surface area be that of the active ingredient solution as opposed to the surrounding one Substrate surface is preferably wetted. On this surface area a can active substance drops held together by its surface tension. By the action of an appropriately directed surface sound wave a suitable intensity can be separated from this drop of active ingredient and in Move in the direction of the measuring point. The necessary wetting modulation for Representation of a drug solution reservoir can, for. B. in the case of an aqueous Active ingredient solution also by hydrophobizing the surrounding surface can be achieved.

Besonders genau und definiert läßt sich der abgetrennte Wirkstofftropfen auf der Substratoberfläche bewegen, wenn er sich entlang einer Bahn bewegt, die ebenfalls derartige Benetzungseigenschaften hat, daß sie von der Wirkstofflösung bevorzugt benetzt wird. The separated drop of active ingredient can be particularly precise and defined on the Move substrate surface when it moves along a path that also has such wetting properties that they are from the active ingredient solution is preferably wetted.

Ebenso wie die Wirkstofflösungstropfen können auch Spülflüssigkeitstropfen über die Substratoberfläche bewegt werden, um die Substratoberfläche zu reinigen und/oder die Wirkstofflösung zu entfernen. Auch hier können wie bei Wirkstofflösungen entsprechende Spülflüssigkeitsreservoirs und Bahnen für die Bewegung vorgesehen sein. Die Bewegung der Spülflüssigkeitstropfen kann ebenfalls durch den Impulsübertrag einer Oberflächenschallwelle angeregt werden. Just like the drug solution drops, rinsing liquid drops can over the substrate surface is moved to clean the substrate surface and / or to remove the active ingredient solution. Here too, as with Corresponding flushing liquid reservoirs and tracks for the movement of active ingredient solutions be provided. The movement of the rinsing liquid drops can also be caused by the impulse transmission of a surface sound wave can be excited.

Mit einer entsprechend gewählten Spüllösung kann z. B. die Wirkstofflösung ganz oder teilweise entfernt werden, bevor eine neue Messung an der Zelle ggf. mit einer geringeren Wirkstofflösungsmenge oder einem neu hinzugefügten Wirkstoff durchgeführt wird. With an appropriately chosen rinsing solution, e.g. B. the drug solution entirely or partially removed before a new measurement on the cell, if necessary with a smaller amount of active ingredient solution or a newly added active ingredient is carried out.

Eine Spüllösung kann auch so gewählt werden, daß sie eine biologische Funktion ausübt. Zum Beispiel kann sie bei Kontakt mit der Zelle dazu dienen, diese nach ihrem Kontakt mit einer Wirkstofflösung und/oder der elektrischen Messung wieder in ihren vorherigen Zustand zu versetzen. A rinsing solution can also be chosen to have a biological function exercises. For example, when it comes into contact with the cell, it can be used to readjust it their contact with an active ingredient solution and / or the electrical measurement again to restore them to their previous state.

Die Zellösungstropfen können mit einer Pipette auf den bzw. die Meßpunkte aufgebracht werden. Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Zellösungstropfen entlang der Oberfläche auf einer Bahn bewegt werden, die von der Zellösung bevorzugter benetzt wird als die umgebende Oberfläche des Substrates. Es ergeben sich die gleichen Vorteile wie bei der Bewegung einer Wirkstoff- bzw. Spülflüssigkeitslösung auf entsprechenden Bahnen. Einzelne Zellösungstropfen lassen sich auf diese Weise definiert und genau an die Meßpunkte steuern. The drops of cell solution can be pipetted onto the measuring point or points be applied. However, it is particularly advantageous if the cell solution drops are moved along the surface on a path by the cell solution is wetted more preferably than the surrounding surface of the substrate. Surrender it the same advantages as moving an active ingredient or Rinsing liquid solution on appropriate lanes. Individual drops of cell solution can be defined in this way and precisely controlled to the measuring points.

Ein Zellösungstropfen, der zu einem Meßpunkt bewegt werden soll, kann, ähnlich wie oben mit Bezug zur Wirkstofflösung beschrieben, aus einem Reservoir abgezogen werden, das ebenfalls durch einen benetzungsmodulierten Oberflächenbereich gebildet wird. Zur Separierung von Zellösungsvolumina mit einer oder nur wenigen Zellen kann ein Zellösungstropfen über eine Bahn geführt werden, die von der Zellösung bevorzugt gegenüber der umgebenden Substratoberfläche benetzt wird und eine Engstelle besitzt, die zu einem Zeitpunkt nur eine oder wenige Zellen passieren läßt. A drop of cell solution to be moved to a measuring point can be similar as described above with reference to the active ingredient solution, from a reservoir be subtracted, which is also through a wetting-modulated surface area is formed. For the separation of cell solution volumes with one or only a few A cell solution drop can be passed over a path from the cell Cell solution is preferably wetted over the surrounding substrate surface and has a constriction that has only one or a few cells at a time lets happen.

Die Bewegung von Zellösungstropfen auf der Substratoberfläche kann ebenfalls mit Hilfe von Oberflächenschallwellen angeregt werden. The movement of drops of cell solution on the substrate surface can also with With the help of surface sound waves.

Im folgenden werden das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung anhand der anliegenden Figuren erläutert. Die Figuren sind schematischer Natur und nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Dabei zeigt The process according to the invention and the process according to the invention are described below Device explained with reference to the accompanying figures. The figures are schematic in nature and not necessarily to scale. It shows

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 1 is a plan view of an inventive device for carrying out the method according to the invention,

Fig. 2 eine seitliche Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und Fig. 2 is a side sectional view of an inventive device for carrying out a method according to the invention, and

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Fig. 3 is a plan view of another embodiment of an apparatus according to the invention for performing a method according to the invention.

Fig. 1 zeigt die Oberfläche eines Festkörperchips 1 mit mehreren Meßpunkten 3. Auf den Meßpunkten befinden sich Zellen 5 in einer Zellösung, die in Fig. 1 nicht gezeigt ist. Die Meßpunkte weisen eine Beschichtung auf, die von der Lösungsflüssigkeit mit den Zellen 5 bevorzugt benetzt wird. Für eine wäßrige Zellösung wird dazu z. B. der die Meßpunkte 3 umgebende Bereich der Oberfläche des Substrates 1 durch Silanisierung hydrophob im Vergleich zu den Meßpunkten 3 gemacht. Die Größe eines Meßpunktes beträgt z. B. 100 µm im Durchmesser, wobei die Größe an die entsprechende Anwendung angepaßt ist. Zellösungstropfen mit einem Volumen in der Größenordnung von einigen Nanolitern bis einigen Mikrolitern lassen sich auf diese Weise auf den Meßpunkten lokalisieren. In Fig. 1 ist der Übersichtlichkeit halber nur ein Meßpunkt 3 mit einer Zelle 5 mit Bezugszeichen versehen worden. Fig. 1 shows the surface of a solid state chip 1 with a plurality of measuring points. 3 At the measuring points there are cells 5 in a cell solution which is not shown in FIG. 1. The measuring points have a coating which is preferably wetted by the solution liquid with the cells 5 . For an aqueous cell solution z. B. the area surrounding the measuring points 3 of the surface of the substrate 1 is made hydrophobic by silanization compared to the measuring points 3 . The size of a measuring point is z. B. 100 microns in diameter, the size is adapted to the corresponding application. Cell solution drops with a volume on the order of a few nanoliters to a few microliters can be localized in this way at the measuring points. For the sake of clarity, only one measuring point 3 with a cell 5 has been provided with reference numerals in FIG. 1.

Fig. 2 zeigt eine seitliche Schnittansicht des Substrates 1 mit einer Zelle 5 auf einem in der seitlichen Schnittansicht nicht sichtbaren Meßpunkt 3. Die Zelle 5 befindet sich in einem Zellösungsmitteltropfen 7, der durch seine Oberflächenspannung auf dem Meßpunkt 3 zusammengehalten wird. In Fig. 2 ist weiterhin eine Patch-Pipette 9 sichtbar, die wie eine bekannte Patch-Pipette aufgebaut ist und z. B. von einem Robotermanipulator gehalten wird. Nicht gezeigt ist eine Elektrode innerhalb der Patch-Pipette, die nach Ansaugen der Zelle mit der Zellmembran in Verbindung kommt. In der Fig. 2 ist der Übersichtlichkeit halber nur ein Zellösungstropfen 7 mit einer Zelle 5 und einer Patch-Pipette 9 gezeigt. Es ist jedoch bei einer Ausführungsform in einer matrixartigen Anordnung von Meßpunkten, wie sie in Draufsicht der Fig. 1 sichtbar ist, eine der Anzahl der Meßpunkte entsprechende Anzahl von Patch-Pipetten vorgesehen, die in einem entsprechenden Rasterabstand oberhalb des Substrates angeordnet sind. Fig. 2 shows a side sectional view of the substrate 1 with a cell 5 on a non-visible in the side sectional view of the measuring point. 3 The cell 5 is in a cell solvent drop 7 , which is held together by the surface tension at the measuring point 3 . In Fig. 2, a patch pipette 9 is also visible, which is constructed like a known patch pipette and z. B. is held by a robot manipulator. Not shown is an electrode within the patch pipette, which comes into contact with the cell membrane after the cell has been aspirated. For the sake of clarity, only one cell solution drop 7 with a cell 5 and a patch pipette 9 is shown in FIG. 2. However, in one embodiment, in a matrix-like arrangement of measuring points, as can be seen in the plan view of FIG. 1, a number of patch pipettes corresponding to the number of measuring points is provided, which are arranged at a corresponding grid spacing above the substrate.

Ebenfalls in den Fig. 1 und 2 nicht gezeigt ist der elektrische Anschluß der einzelnen Meßpunkte 3, der in konventioneller Weise z. B. mit lithographischen Techniken erzeugt werden kann. Also not shown in FIGS. 1 and 2 is the electrical connection of the individual measuring points 3 , which in a conventional manner, for. B. can be generated with lithographic techniques.

Die Erzeugung von benetzungsfreundlichen Oberflächen zur Lokalisierung einzelner Flüssigkeitstropfen, die durch ihre Oberflächenspannung zusammengehalten werden, ist in DE-A-100 55 318 beschrieben. The creation of wetting-friendly surfaces for localization individual drops of liquid held together by their surface tension are described in DE-A-100 55 318.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Draufsicht. 1 bezeichnet wiederum einen Festkörperchip, auf dem sich beim gezeigten Beispiel ein einzelner Meßpunkt 3 befindet, der wiederum durch einen benetzungsfreundlichen Oberflächenbereich definiert ist. Auf dem Meßpunkt 3 ist wiederum eine Zelle 5 angedeutet. Der Meßpunkt 3 ist mit einer Elektrode 11 kontaktiert, die mit lithographischen Techniken in bekannter Weise derart auf der Oberfläche aufgebracht ist, daß sie mit dem Meßpunkt 3 in Kontakt ist. Bahnen 21 und 22 führen zu Reservoirs 13 und 15. Diese Reservoirs sind größerflächige Oberflächenbereiche z. B. einiger 100 µm bis Millimeter im Durchmesser, die z. B. von einer Wirkstoff- oder Nährlösung bevorzugt gegenüber dem umgebenden Festkörperbereich benetzt werden. In der Regel werden die Reservoirflächen größer als die Meßpunktflächen gewählt. Zum Beispiel kann der Oberflächenbereich 13 zur Lokalisierung eines Tropfens Wirkstofflösung dienen, der durch seine Oberflächenspannung auf dem Bereich 13 zusammengehalten wird. In ähnlicher Weise kann z. B. der Bereich 15 zur Lokalisierung eines Spülflüssigkeitstropfens dienen, der durch seine Oberflächenspannung auf dem Oberflächenbereich 15 zusammengehalten wird. Die Bahnen 21 und 22 sind ebenfalls mit derartigen Benetzungseigenschaften ausgestattet, daß sie von den jeweiligen Flüssigkeiten bevorzugt benetzt werden. Sind die Wirkstofflösung, die Spülflüssigkeitslösung und die Zellösung z. B. alle wäßrig, so werden die Oberflächen der Bereiche 13, 15, 21, 22 und 3 z. B. hydrophil gewählt. Fig. 3 shows a further embodiment of a device according to the invention in plan view. 1 in turn designates a solid-state chip, on which in the example shown there is a single measuring point 3 , which in turn is defined by a wetting-friendly surface area. A cell 5 is again indicated at the measuring point 3 . The measuring point 3 is contacted with an electrode 11 which is applied to the surface in a known manner using lithographic techniques in such a way that it is in contact with the measuring point 3 . Lanes 21 and 22 lead to reservoirs 13 and 15 . These reservoirs are larger surface areas such. B. some 100 microns to millimeters in diameter, the z. B. from an active ingredient or nutrient solution are preferably wetted over the surrounding solid area. As a rule, the reservoir areas are chosen to be larger than the measuring point areas. For example, the surface area 13 can be used to localize a drop of active substance solution which is held together on the area 13 by its surface tension. Similarly, e.g. B. the area 15 to localize a drop of rinsing liquid, which is held together by its surface tension on the surface area 15 . The webs 21 and 22 are also equipped with such wetting properties that they are preferably wetted by the respective liquids. Are the active ingredient solution, the rinsing liquid solution and the cell solution z. B. all aqueous, the surfaces of areas 13 , 15 , 21 , 22 and 3 z. B. selected hydrophilic.

17 und 19 bezeichnen Interdigitaltransducer, wie sie aus der Oberflächenwellenfiltertechnologie bekannt sind. Interdigitaltransducer bestehen aus zwei Elektroden mit fingerartig ineinander greifenden Fortsätzen, wie sie in Fig. 3 nur schematisch dargestellt sind. Der Übersichtlichkeit halber sind in Fig. 3 nur wenig ineinander greifende Finger schematisch angedeutet. Anlegen einer Wechselfrequenz von z. B. einigen 100 MHz an die zwei Elektroden eines Interdigitaltransducers erzeugt auf einem piezoelektrischen Substrat 1 eine Oberflächenschallwelle, die sich senkrecht zu den Fingerelektroden ausbreitet. Entsprechende piezoelektrische Substrate sind z. B. Lithiumniobat oder Quarz. Zur Anregung von Oberflächenschall-Wellen ist es auch ausreichend, wenn sich im Bereich eines Interdigitaltransducers eine piezoelektrische Beschichtung z. B. aus Zinkoxid befindet. 17 and 19 denote interdigital transducers as are known from surface wave filter technology. Interdigital transducers consist of two electrodes with finger-like interlocking extensions, as shown only schematically in FIG. 3. For the sake of clarity, only little interlocking fingers are indicated schematically in FIG. 3. Apply an alternating frequency of z. B. some 100 MHz to the two electrodes of an interdigital transducer generates a surface acoustic wave on a piezoelectric substrate 1 , which propagates perpendicular to the finger electrodes. Corresponding piezoelectric substrates are e.g. B. lithium niobate or quartz. To excite surface acoustic waves, it is also sufficient if a piezoelectric coating z. B. is made of zinc oxide.

Die Ausführungsform der Fig. 3 läßt sich bei geeigneter Geometrie und entsprechend paralleler Anordnung auch bei mehreren in einem Raster angeordneten Meßpunkten 3 verwenden. The embodiment of FIG. 3 can also be used with a suitable geometry and a corresponding parallel arrangement even with several measuring points 3 arranged in a grid.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den erfindungsgemäßen gezeigten Ausführungsformen wird wie folgt durchgeführt. The inventive method with the shown inventive Embodiments are carried out as follows.

Zunächst werden auf die Meßpunkte 3 Zellösungstropfen 7 mit einer oder wenigen Zellen 5 je Meßpunkt 3 aufgebracht. Dies geschieht z. B. in konventioneller Weise mit einer Pipette oder aus einem Zellösungsreservoir heraus, ähnlich wie es mit Bezug zu Fig. 3 beschrieben Wirkstofflösungsreservoiroberflächen 13 bzw. Spülflüssigkeitsoberflächenbereichen 15 erläutert ist. First, 3 cell solution drops 7 with one or a few cells 5 per measuring point 3 are applied to the measuring points 3 . This happens e.g. B. in a conventional manner with a pipette or out of a cell solution reservoir, similar to that described with reference to FIG. 3 drug solution reservoir surfaces 13 or rinsing liquid surface areas 15 .

Es entsteht ein Zustand, wie er in Draufsicht in der Fig. 1 gezeigt ist. Eine entsprechende Anzahl von Patch-Pipetten 9, wie sie im Fall eines einzelnen Meßpunktes in Fig. 2 in seitlicher Ansicht gezeigt ist, wird auf die Oberfläche des Festkörpers 1 z. B. mit Hilfe eines entsprechenden Roboters abgesenkt. Je Meßpunkt wird eine Zelle durch Anlegen eines entsprechenden Unterdruckes an die entsprechende Patch-Pipette kontaktiert. Ähnlich wie bei konventionellen Patch-Clamp- Techniken wird auf diese Weise ein elektrischer Kontakt mit der Zellmembran hergestellt. Der Zellösungstropfen 7 mit der Zelle 5 ist jedoch auf dem Meßpunkt lokalisiert, so daß nicht - wie bei Verwendung einer Petrischale - erst eine Zelle angesteuert werden muß. A state arises as shown in a top view in FIG. 1. A corresponding number of patch pipettes 9 , as shown in the case of a single measuring point in Fig. 2 in a side view, is applied to the surface of the solid 1 z. B. lowered with the help of an appropriate robot. A cell is contacted for each measuring point by applying a corresponding negative pressure to the corresponding patch pipette. Similar to conventional patch clamp techniques, electrical contact is made with the cell membrane in this way. However, the cell solution drop 7 with the cell 5 is localized at the measuring point, so that a cell does not first have to be activated, as when using a petri dish.

Über den elektrischen Kontakt mit dem einzelnen Meßpunkt 3 läßt sich jetzt eine Spannung zwischen der Elektrode in der Patch-Pipette und dem elektrisch kontaktierten Meßpunkt 3 anlegen und der Strom als deren Funktion messen. Als nächstes wird eine gewünschte Nährlösung zum Meßpunkt 3 bewegt und eine neue Messung vorgenommen. Dieser Vorgang kann sich mehrere Male wiederholen, bis man die gewünschten Wirkungskurven aufgenommen hat. Via the electrical contact with the individual measuring point 3 , a voltage can now be applied between the electrode in the patch pipette and the electrically contacted measuring point 3 and the current measured as a function thereof. Next, a desired nutrient solution is moved to measuring point 3 and a new measurement is made. This process can be repeated several times until the desired effect curves have been recorded.

Eine bevorzugte Möglichkeit der Zuführung von Wirkstofflösung läßt sich mit der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform realisieren. Das dort gezeigte Beispiel weist nur einen Meßpunkt 3 auf. Bei entsprechender lateraler Anordnung können jedoch auch mehrere Meßpunkte 3 mit entsprechenden Wirkstofflösungen versorgt werden. Wiederum befindet sich ein nicht dargestellter Lösungsmitteltropfen 7 mit einer Zelle 5 auf dem Meßpunkt 3. Auf dem Oberflächenbereich 13 befindet sich eine Wirkstofflösung. Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes an den Interdigitaltransducer 17 bewirkt eine Oberflächenschallwelle senkrecht zu der Ausdehnung der Fingerelektroden. Diese Oberflächenschallwelle trifft auf die Flüssigkeit, die sich auf der Fläche 13 befindet. Impuls wird auf die Flüssigkeit übertragen, so daß die Flüssigkeit oder ein Teil davon entlang der benetzungsfreundlichen Bahn 21 in Richtung des Meßpunktes 3 bewegt wird. Durch die Einwirkung des Wirkstoffes auf die Zelle ändern sich ggf. die elektrischen Transporteigenschaften der Zellmembran, was wiederum durch Anlegen einer Spannung zwischen der Elektrode 11 und der Elektrode in der Patch-Pipette, die mit der Zelle 5 in Kontakt ist, und Messung des Stromes nachgewiesen werden kann. Nach Durchführung der gewünschten Messungen kann die Wirkstofflösung von dem Meßpunkt 3 mit einer Spüllösung ganz oder teilweise wieder entfernt werden. Ein Spüllösungstropfen befindet sich dazu auf dem Oberflächenbereich 15 und wird durch seine Oberflächenspannung zusammengehalten. Anregen einer Oberflächenschallwelle durch Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes an den Interdigitaltransducer 19 bewirkt ebenso, wie oben für die Wirkstofflösung auf dem Oberflächenbereich 13 beschrieben, eine Bewegung von Spülflüssigkeit entlang der Bahn 22 in Richtung des Meßpunktes. Gegebenenfalls kann nach Entfernung einer Wirkstofflösung eine andere Wirkstofflösung auf die beschriebene Art und Weise aus einem weiteren (in Fig. 3 nicht dargestellten) Wirkstofflösungsreservoir zugeführt werden und wiederum die Wirkung auf die Zelle untersucht werden. So können mehrere Messungen sukzessiv auf einfache Art und Weise mit nur wenig Material durchgeführt werden. A preferred possibility of supplying active ingredient solution can be realized with the embodiment shown in FIG. 3. The example shown there has only one measuring point 3 . With a corresponding lateral arrangement, however, several measuring points 3 can also be supplied with corresponding active ingredient solutions. Again there is a solvent drop 7 (not shown) with a cell 5 on the measuring point 3 . There is an active ingredient solution on the surface area 13 . Applying an alternating electrical field to the interdigital transducer 17 causes a surface sound wave perpendicular to the extension of the finger electrodes. This surface sound wave hits the liquid that is on surface 13 . Impulse is transmitted to the liquid so that the liquid or a part thereof is moved along the wetting-friendly path 21 in the direction of the measuring point 3 . The action of the active ingredient on the cell may change the electrical transport properties of the cell membrane, which in turn results from the application of a voltage between the electrode 11 and the electrode in the patch pipette, which is in contact with the cell 5 , and measurement of the current can be demonstrated. After the desired measurements have been carried out, the active ingredient solution can be completely or partially removed from the measuring point 3 with a rinsing solution. For this purpose, a drop of rinsing solution is located on the surface area 15 and is held together by its surface tension. Excitation of a surface sound wave by applying an alternating electrical field to the interdigital transducer 19 likewise causes, as described above for the active ingredient solution on the surface area 13 , a movement of rinsing liquid along the web 22 in the direction of the measuring point. If necessary, after removal of an active substance solution, another active substance solution can be supplied in the manner described from a further active substance solution reservoir (not shown in FIG. 3) and the effect on the cell can again be examined. In this way, several measurements can be carried out successively in a simple manner with only a small amount of material.

Bei geeigneter Wahl der Spülflüssigkeit kann dies auch zur Reinigung des Meßpunktes eingesetzt werden. Bei entsprechender Wahl der Spüllösung wird die Zelle 5 nach einer Messung und/oder der Wechselwirkung mit einer Wirkstofflösung wieder in ihren vorherigen Zustand versetzt, um für weitere Messungen zur Verfügung zu stehen. With a suitable choice of the rinsing liquid, this can also be used to clean the measuring point. With an appropriate choice of the rinsing solution, the cell 5 is returned to its previous state after a measurement and / or the interaction with an active ingredient solution in order to be available for further measurements.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind nur sehr geringe Flüssigkeitsmengen sowohl der Zellösung als auch der Wirkstofflösung(en) notwendig. Typische Volumina können deutlich kleiner als 10 µl sein. Zum anderen findet der gesamte Transport von Wirkstoff und/oder der Spülflüssigkeit in der Chipebene statt, d. h. es sind keine weiteren Pipetten oder Dispenser erforderlich, um Wirkstoff oder Spülflüssigkeit zuzugeben. Die Positionierung der Zellen auf der Festkörperoberfläche kann ohne jede Sichtkontrolle erfolgen, da sich die Zellen aufgrund der Benetzungsmodulation der Meßpunkte 3 im Vergleich zur umgebenden Festkörperoberfläche an definierten Orten befinden, wo sie auch durch die Oberflächenspannung gehalten werden. Ebenso kann der Kontakt der Patch-Pipette mit den Zellen ohne Sichtkontrolle erfolgen, da die Zellen an den Meßpunkten lokalisiert sind. Only very small amounts of liquid, both of the cell solution and of the active ingredient solution (s), are necessary to carry out the method according to the invention. Typical volumes can be significantly smaller than 10 µl. On the other hand, the entire transport of active substance and / or the rinsing liquid takes place in the chip level, ie no further pipettes or dispensers are required to add the active substance or rinsing liquid. The cells can be positioned on the solid surface without any visual inspection, since the cells are located at defined locations due to the wetting modulation of the measuring points 3 compared to the surrounding solid surface, where they are also held by the surface tension. The patch pipette can also come into contact with the cells without visual inspection, since the cells are located at the measuring points.

Nicht gezeigt ist eine einfache Möglichkeit zur Separierung von Zellösungsflüssigkeitsmengen mit einer oder nur wenigen Zellen. Ein Zellösungsreservoir ähnlich den Reservoirbereichen 13 bzw. 15 für die Wirkstofflösung bzw. die Spülflüssigkeit ist über eine benetzungsfreundliche Bahn mit dem Meßpunkt 3 verbunden, ähnlich den benetzungsfreundlichen Bahnen 21 bzw. 22. In dieser benetzungsfreundlichen Bahn befindet sich eine Engstelle, die nur von einer oder einigen wenigen Zellen passiert werden kann. Wird z. B. durch Einwirkung des Impulses einer Oberflächenschallwelle ein Zellösungstropfen entlang einer solchen verengten Bahn über diese Engstelle getrieben, so werden die Zellen vereinzelt, bevor sie auf den entsprechenden Meßpunkt 3 gelangen. A simple possibility for separating amounts of cell solution liquid with one or only a few cells is not shown. A cell solution reservoir similar to the reservoir areas 13 or 15 for the active substance solution or the rinsing liquid is connected to the measuring point 3 via a wetting-friendly path, similar to the wetting-friendly paths 21 and 22 . There is a constriction in this wetting-friendly path, which can only be passed by one or a few cells. Is z. B. by the action of the impulse of a surface acoustic wave dropping a cell solution along such a narrowed path over this constriction, the cells are separated before they reach the corresponding measuring point 3 .

Claims (22)

1. Zellanalyseverfahren, bei dem
einzelne Zellen (5) bzw. eine geringe Anzahl von Zellen (5) in einem Zellösungstropfen (7) an einem definierten Meßpunkt (3) auf der Oberfläche eines Substrates (1), vorzugsweise eines Festkörpers, deponiert werden, wobei der Meßpunkt (3) derart funktionalisiert ist, daß sich ein Zellösungstropfen (7) bevorzugt darauf aufhält, und am Meßpunkt (3) ein erster elektrischer Kontakt (11) vorhanden ist,
eine Patch-Pipette (9) mit einem zweiten elektrischen Kontakt derart in Richtung der Oberfläche bewegt wird, daß eine Zelle (5) aus dem auf dem Meßpunkt (3) befindlichen Zellösungstropfen (7) von der Patch-Pipette (9) gehalten wird und durch den zweiten elektrischen Kontakt der Patch- Pipette elektrisch kontaktiert wird, und
elektrische Eigenschaften zwischen dem ersten und dem zweiten elektrischen Kontakt gemessen werden. 1. Cell analysis method in which
individual cells ( 5 ) or a small number of cells ( 5 ) are deposited in a drop of cell solution ( 7 ) at a defined measuring point ( 3 ) on the surface of a substrate ( 1 ), preferably a solid, the measuring point ( 3 ) is functionalized in such a way that a drop of cell solution ( 7 ) is preferably on it and a first electrical contact ( 11 ) is present at the measuring point ( 3 ),
a patch pipette ( 9 ) with a second electrical contact is moved in the direction of the surface such that a cell ( 5 ) is held by the patch pipette ( 9 ) from the drop of cell solution ( 7 ) located on the measuring point ( 3 ) and is electrically contacted by the second electrical contact of the patch pipette, and
electrical properties can be measured between the first and the second electrical contact. 2. Zellanalyseverfahren nach Anspruch 1, bei dem zum Halten der Zelle (5) an die Patch-Pipette (9) Unterdruck angelegt wird. 2. Cell analysis method according to claim 1, in which negative pressure is applied to hold the cell ( 5 ) on the patch pipette ( 9 ). 3. Zellanalyseverfahren nach Anspruch 1, bei dem der Zellösungstropfen (7) derart klein gewählt wird, daß die Bewegung der Zelle (5) bzw. der wenigen Zellen in dem Zellösungstropfen (7) so begrenzt ist, daß die Zelle (5) der Patch-Pipette (9) nicht ausweichen kann und gehalten wird. 3. Cell analysis method according to claim 1, in which the cell solution drop ( 7 ) is chosen so small that the movement of the cell ( 5 ) or the few cells in the cell solution drop ( 7 ) is so limited that the cell ( 5 ) the patch -The pipette ( 9 ) cannot evade and is held. 4. Zellanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem der Zellösungstropfen (7) auf einen Meßpunkt (3) gebracht wird, der derartige Benetzungseigenschaften aufweist, daß er von der Zellösungsflüssigkeit bevorzugter benetzt wird als die umgebende Oberfläche des Substrates (1). 4. Cell analysis method according to one of claims 1 to 3, in which the cell solution drop ( 7 ) is brought to a measuring point ( 3 ) which has such wetting properties that it is wetted more preferably by the cell solution liquid than the surrounding surface of the substrate ( 1 ). 5. Zellanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem während oder nach der Messung von elektrischen Eigenschaften eine Wirkstofflösung zu dem Meßpunkt (3) transportiert wird, um die Änderung der elektrischen Eigenschaften durch die Einwirkung der Wirkstofflösung auf die Zelle (5) festzustellen. 5. Cell analysis method according to one of claims 1 to 4, in which during or after the measurement of electrical properties an active ingredient solution is transported to the measuring point ( 3 ) in order to determine the change in electrical properties due to the action of the active ingredient solution on the cell ( 5 ) , 6. Zellanalyseverfahren nach Anspruch 5, bei dem die Wirkstofflösung mit Hilfe des Impulsübertrages einer Oberflächenschallwelle in Richtung des Meßpunktes (3) bewegt wird. 6. Cell analysis method according to claim 5, in which the active substance solution is moved in the direction of the measuring point ( 3 ) with the aid of the impulse transmission of a surface sound wave. 7. Zellanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, bei dem die Wirkstofflösung von einem Wirkstofflösungsreservoir (13) abgezogen wird. 7. Cell analysis method according to one of claims 5 or 6, in which the drug solution is withdrawn from a drug solution reservoir ( 13 ). 8. Zellanalyseverfahren nach Anspruch 7, bei dem die Wirkstofflösung von einem Wirkstofflösungsreservoir abgezogen wird, das durch einen Oberflächenbereich (13) definiert ist, der derartige Benetzungseigenschaften aufweist, daß er von der Wirkstofflösung bevorzugter benetzt wird als die umgebende Oberfläche des Substrates (1). 8. The cell analysis method according to claim 7, wherein the drug solution is withdrawn from a drug solution reservoir which is defined by a surface area ( 13 ) which has such wetting properties that it is wetted by the drug solution more preferably than the surrounding surface of the substrate ( 1 ). 9. Zellanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem die Wirkstofflösung entlang einer Bahn (21) auf der Oberfläche des Substrates (1) bewegt wird, die von der Wirkstofflösung bevorzugter benetzt wird als die umgebende Oberfläche des Substrates (1). 9. Cell analysis method according to one of claims 5 to 8, wherein the drug solution is moved along a path ( 21 ) on the surface of the substrate ( 1 ), which is wetted by the drug solution more preferably than the surrounding surface of the substrate ( 1 ). 10. Zellanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, bei dem die Wirkstofflösung nach der Messung von dem Meßpunkt (3) mit Hilfe einer Spülflüssigkeit zumindest teilweise entfernt wird. 10. Cell analysis method according to one of claims 5 to 9, in which the active ingredient solution after the measurement of the measuring point ( 3 ) is at least partially removed with the aid of a rinsing liquid. 11. Zellanalyseverfahren nach Anspruch 10, bei dem die Spülflüssigkeit mit Hilfe des Impulsübertrages einer Oberflächenschallwelle zu dem Meßpunkt (3) bewegt wird. 11. The cell analysis method according to claim 10, wherein the rinsing liquid is moved to the measuring point ( 3 ) with the aid of the impulse transmission of a surface sound wave. 12. Zellanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, bei dem die Spülflüssigkeit von einem Spülflüssigkeitsreservoir (15) abgezogen wird. 12. Cell analysis method according to one of claims 10 or 11, wherein the rinsing liquid is withdrawn from a rinsing liquid reservoir ( 15 ). 13. Zellanalyseverfahren nach Anspruch 12, bei dem die Spülflüssigkeit von einem Spülflüssigkeitsreservoir abgezogen wird, das durch einen Oberflächenbereich (15) definiert ist, der derartige Benetzungseigenschaften aufweist, daß er von der Spülflüssigkeit bevorzugter benetzt wird als die umgebende Oberfläche des Substrates (1). 13. The cell analysis method according to claim 12, wherein the rinsing liquid is drawn off from a rinsing liquid reservoir which is defined by a surface area ( 15 ) which has such wetting properties that it is wetted by the rinsing liquid more preferably than the surrounding surface of the substrate ( 1 ). 14. Zellanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, bei dem die Spülflüssigkeit entlang einer Bahn (22) auf der Oberfläche des Substrates (1) bewegt wird, die von der Spülflüssigkeit bevorzugter benetzt wird als die umgebende Oberfläche des Substrates (1). 14. Cell analysis method according to one of claims 10 to 13, wherein the rinsing liquid is moved along a path ( 22 ) on the surface of the substrate ( 1 ), which is more preferably wetted by the rinsing liquid than the surrounding surface of the substrate ( 1 ). 15. Zellanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem Zellösung entlang einer Bahn auf der Oberfläche des Substrates (1) zu einem Meßpunkt (3) bewegt wird, die von der Zellösung bevorzugter benetzt wird als die umgebende Oberfläche des Substrates (1). 15. Cell analysis method according to one of claims 1 to 14, wherein the cell solution is moved along a path on the surface of the substrate ( 1 ) to a measuring point ( 3 ) which is wetted by the cell solution more preferably than the surrounding surface of the substrate ( 1 ) , 16. Zellanalyseverfahren nach Anspruch 15, bei dem Zellösung entlang einer bevorzugt benetzten Bahn mit einem lateral derart verengten Bereich geführt wird, daß ihn zu einem Zeitpunkt nur eine Zelle (5) passieren kann, um die Zellen zu vereinzeln und dann dem Meßpunkt (3) zuzuführen. 16. The cell analysis method according to claim 15, in which the cell solution is guided along a preferably wetted path with a region narrowed laterally in such a way that only one cell ( 5 ) can pass at a time in order to separate the cells and then the measuring point ( 3 ). supply. 17. Zellanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei dem der Zellösungstropfen (7) mit Hilfe des Impulsübertrages von Oberflächenschallwellen auf der Oberfläche des Substrates (1) bewegt wird. 17. Cell analysis method according to one of claims 1 to 16, in which the cell solution drop ( 7 ) is moved by means of the impulse transmission of surface sound waves on the surface of the substrate ( 1 ). 18. Zellanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 6, 11 oder 17, bei dem die Oberflächenschallwellen mit Hilfe eines oder mehrerer Interdigitaltransducer (17, 19) erzeugt werden. 18. Cell analysis method according to one of claims 6, 11 or 17, in which the surface sound waves are generated with the aid of one or more interdigital transducers ( 17 , 19 ). 19. Zellanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 18, bei dem mehrere Analysen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16 parallel auf mehreren Meßpunkten (3) durchgeführt werden, die in regelmäßiger Anordnung vorgesehen sind. 19. Cell analysis method according to one of claims 1 to 18, in which several analyzes according to one of claims 1 to 16 are carried out in parallel on a plurality of measuring points ( 3 ) which are provided in a regular arrangement. 20. Zellanalyseverfahren nach Anspruch 19, bei dem mehrere Patch-Pipetten (9) eingesetzt werden, die in einer Anordnung vorgesehen sind, daß mehrere Zellen (5) auf mehreren Meßpunkten (3) simultan mit jeweils einer Patch- Pipette (9) in Kontakt gebracht werden können. 20. Cell analysis method according to claim 19, in which a plurality of patch pipettes ( 9 ) are used, which are provided in an arrangement such that a plurality of cells ( 5 ) on several measuring points ( 3 ) simultaneously with a patch pipette ( 9 ) in contact can be brought. 21. Zellanalyseverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, das in einer Klimakammer durchgeführt wird. 21. Cell analysis method according to one of claims 1 to 20, which in a Climate chamber is carried out. 22. Zellanalysevorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 21. 22. Cell analysis device for performing a method according to one of the Claims 1 to 21.