本发明专利技术涉及一种电极组件20，尤其可用于对粘壁细胞施加至少一个电场，所述电极组件具有至少两个电极21，所述电极各自具有至少一个表面32，所述表面与另一个电极21的相应表面32相对而置，将一种电绝缘材料26至少部分布置在电极21的表面32之间。采用本发明专利技术所述的这种解决方案可以将电场集中在待处理细胞的区域中，从而使得电压脉冲或者由此产生的电流流过细胞，而不会使大部分电压脉冲或电流未经使用地就溢过电解质中的细胞。本发明专利技术还涉及一种对粘壁细胞施加至少一个电场的方法，该电场通过对至少两个电极施加电压而产生，将该电场集中在电极朝向细胞的一侧上，并且/或者将其限制到细胞和电极朝向细胞的这一侧之间的空间。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】处理粘壁细胞的方法和电极组件背景本专利技术涉及一种电极组件，尤其可用于对粘壁细胞施加至少一个电场，所述电极组件包括至少两个电极，所述电极各自具有至少一个表面，所述表面与另一个电极的相应表面相对而置。本专利技术还涉及一种对粘壁细胞施加至少一个电场的方法，通过对至少两个电极施加电压产生所述的电场。技术现状对活细胞施加电场或电压脉冲的方式称作电穿孔或电转染，多年以来就将其应用于各种不同状态下的细胞。悬浮在缓冲液中的单细胞在培养皿中的粘壁状态下通常粘附在塑料容器的底部上，体内细胞通常在组织复合体中嵌入到细胞外基质之中。进行电穿孔时原则上可通过瞬间电流从与细胞相配的缓冲液或者细胞培养基中将外源分子送入细胞之中，通过电压脉冲或者由此产生的电场和电流的作用使得外源分子可以透过细胞膜。细胞悬液通常位于比色皿之中，这是一种细窄开口的容器，其样品室在侧壁中有两个相对而置、用于施加电压的平行电极。生物活性分子首先通过细胞膜中瞬间出现的“微孔”进入细胞质之中，这些分子有时已经可以在细胞质中发挥其待研究的功能，然后在一定条件下也会进入细胞核之中。除此之外，瞬间施加强电场也就是电流密度很高的短电压脉冲，还可以融合细胞、细胞衍生物、亚细胞颗粒和/或者囊泡。当采用这种电融合方式时，例如首先通过不均匀的交变电场使得细胞膜紧密接触，随后施加电场脉冲使得部分膜相互作用最终融合。可以将与电穿孔装置类似的装置用于电融合。除此之外，通过施加电场也能以改变其特性的方式刺激活细胞。例如WO 2005/056788 Al公开了一种用于电穿孔的方法，按照该方法所述，细胞在位于两个平行电极表面之间的微孔膜上生长。US-A-5 134 070描述了细胞电穿孔的应用和装置，细胞在作为电极的导电表面上生长。从上方使用一个板状的对应电极遮盖培养皿，同时形成一个可以放电的间隙。WO 2008/104086 Al还公开了一种装置，细胞可在所述装置中共面的电极表面上生长。通过细胞上方的细胞培养基形成电极之间的电接触，两个电极区域被隔离屏障分开，尽管如此该屏障仍然允许在电极之间有一个电解液桥，这些电极例如可以由铟锡氧化物构成，铟锡氧化物是透明半导体，可实现对细胞进行显微分析。WO 2009/131972 Al公开了一种对附着生长在圆形盘状板上的细胞进行分析的装置。该装置具有两个相互平行的电极，其中一个电极位于外侧圆柱体的凹面上，另一个电极位于内侧圆柱体的凸面上。US 2009/0305380 Al还公开了一种对固定在固定面上的细胞进行电穿孔的装置，通过在固定面上方的表面上紧密相邻的电极对阵列产生施加给细胞的电场。通过镀在表面上的迹线构成电极。电极对的两个电极适当紧密相邻排列，从而在两个电极之间极小的间距之内不可能有一个以上的细胞。BTX公司销售一种名为PetriPulser 极性交替变化的电极板组件，可以将其垂直放在培养皿中附着生长的细胞上。电极浸没在培养上清液之中，各个电极板之间的间隙均充满培养基。该组件的主要缺点在于，大部分电流会经由细胞上方的无细胞培养基流出。电场仅仅在边缘电场中作用于细胞所在的容器底部上，因此要提供不必要的高电流。pH值变化和高电流必然还会引起很高的细胞死亡率。除此之外,还必须针对持久的电压脉冲将电源设计得非常大，才能提供如此大的电流以及电荷量和功率。此外所涂覆的量还必须适合于电穿孔，并且必须含有充分高浓度的待转染底物，因此底物用量也相当高。本专利技术的描述本专利技术的任务在于，提供能够利用电场对粘壁细胞进行有效处理且不需要太高电流密度的一种电极组件和一种方法。按照本专利技术所述，采用一种开头所述类型的电极组件，即可解决这一任务，在所述电极组件中将电绝缘材料至少部分地布置在电极的表面之间。采用本专利技术所述的这种解决方案可以将电场集中在待处理细胞的区域中，从而使得电压脉冲或者由此产生的电流流过细胞，而大部分电流不会未经使用地就溢过电解质中的细胞。这样一方面可以将脉冲产生装置的尺寸设计得十分紧凑，另一方面可以避免电解引起的很大的电荷量而在培养基中出现较强烈的PH值变化。采用本专利技术所述的装置还可保证以尽可能均匀的空间分布在培养面积范围内进行电处理，并且将含有未处理细胞的区域减小到最低程度。已成功处理(例如转染)的细胞的百分含量和存活率以及在使用DNA或mRNA的情况下每个细胞的表达水平均可以与对悬浮液中的细胞进行电穿孔时的相应值媲美。因此利用本专利技术所述的电极组件能够使用电场对粘壁细胞进行有效处理。在本专利技术所述电极组件的有益实施方式中，所述电极组件包括至少三个电极，优选包括至少4或5个电极,尤其包括6 12个电极。如果将电极设计成板状或者针状，就能将尽可能多的电极布置在狭窄的空间上，从而能够产生特别均匀的电场。因此在本专利技术的替代实施方式中可以将板状电极替换成金属针排。如果这些电耦合金属针充分紧密排列，所产生的电场就能替代连续的板状电极。所述的“充分紧密”表示相同极性的相邻针的距离小于或最多等于相反极性针排的距离。使用这种组件特别有益，因为将金属针或金属丝置于注射成型模具之中、接着例如使用一种热塑性聚合物进行嵌件注塑 制作电极组件的方式广为流传，许多制造商均能掌握这种生成方法。在本专利技术所述电极组件的另一种有益实施方式中，所述表面是共面排列的电极板的侧面。适宜通过绝缘材料将这些表面相互完全分隔开，比较适宜的方式是用绝缘材料完全填充以电极表面为界限的电极之间的空间。在本专利技术的有益实施方式中，绝缘材料是一种热塑性聚合物，适宜是聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯和/或者聚碳酸酯。电极适宜由金属和/或者一种导电塑料构成。在本专利技术所述电极组件的有益实施方式中，所述电极组件在至少一个朝向细胞的侧面上具有至少一个防止电极与细胞直接接触的间隔物。可通过间隔物保证遵守电极与细胞之间的最小距离，并且/或者能够设定电极与细胞之间的距离。在本专利技术所述电极组件的特别有益的实施方式中，所述电极组件可用于至少一个部分填充了液体的容器之中，尤其是活细胞可以附着在其底面上的容器，并且所述绝缘材料在加入到该容器中时至少可以排挤一部分液体。这样就能使得电极靠近待处理的细胞，并且可将细胞上方的液体量减小到最低程度。适宜将电极至少部分布置在支架的底面上。例如可以适当设计该支架，从而可将其装入反应容器之中或者可以放在该反应容器上，使得电极与反应容器的内腔接触。所述反应容器可以是例如单个比色皿或细胞培养皿，或者适宜是多孔板的一部分。适宜将本专利技术所述的电极组件用来对粘壁细胞施加至少一个电场，尤其适宜以至少一个浸没式电极装置形式对粘壁细胞进行电穿孔。本专利技术所述浸没式电极装置形式的电极组件有利于转染粘壁生长的细胞，可以在转染之前和之后从培养基中移去所述的电极装置。能够以简单方式针对所使用的细胞培养系统保证最大的灵活性，尤其是兼容尽可能多的培养系统。还可以采用开头所述类型的一种方法解决本专利技术所述的任务，按照该方法所述，将电场集中在朝向细胞的电极侧上，并且/或者将电场限制到细胞与朝向细胞的电极侧之间的空间。采用本专利技术所述的这种解决方案可以使得电压脉冲或者由此产生的电流流过细胞，而大部分电流不会未经使用地就漏过细胞上方的电解质。这样一方面可以将脉冲产生装置的尺寸设计得十分紧凑，另一方面可以避免电解引起的很大的电荷量而在培本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.22 EP 10006458.31.极组件(10，17，20)，尤其用于对粘壁细胞施加至少一个电场的电极组件，所述电极组件具有至少两个电极(12，18，21)，所述电极各自具有至少一个表面(16，32)，所述表面与另一个电极(12，18，21)的相应表面(16，32)相对而置，其特征在于，将电绝缘材料(11，19，26)至少部分地布置在电极(12，18，21)的表面(16，32)之间。2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，提供至少三个、较好至少4或5个、尤其6 12个电极(12,18, 21) ο3.根据权利要求1或2所述的电极组件，其特征在于，电极(12，18，21)呈板状或针状。4.根据权利要求1 3中任一项所述的电极组件，其特征在于，表面(16，32)是共面设置的电极板的侧面。5.根据权利要求1 4中任一项所述的电极组件，其特征在于，通过绝缘材料(11，19，26)将表面(16,32)完全相互分隔开。6.根据权利要求1 5中任一项所述的电极组件,其特征在于，电极(12,18,21)的表面(16，32)所限制的电极(12，18，21)之间的空间被绝缘材料(11，19，26)完全填充。7.根据权利要求1 6中任一项所述的电极组件，其特征在于，绝缘材料(11，19，26)是一种热塑性聚合物，适宜是聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯和/或者聚碳酸酯。8.根据权利要求1 7中任一项所述的电极组件，其特征在于，电极(12，18，21)由金属和/或者一种导电塑料构成。9.根据权利要求1 8中任一项所述的电极组件，其特征在于，电极组件(10，17，20)在至少一个朝向细胞的侧面上具有至少一个间隔物(27)。10.根据权利要求1 9中 任一项所述的电极组件，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·穆勒哈特曼，A·维尔特，
申请(专利权)人：隆萨科隆有限公司，
类型：
国别省市：
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