DE10108968B4

DE10108968B4 - Device for performing electrophysiological measurements on cells

Info

Publication number: DE10108968B4
Application number: DE10108968A
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Boven; Andreas MÖLLER
Original assignee: Multi Channel Systems MCS GmbH
Current assignee: Multi Channel Systems MCS GmbH
Priority date: 2001-02-16
Filing date: 2001-02-16
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2021-02-17
Also published as: DE10108968A1

Abstract

Vorrichtung zum Durchführen elektrophysiologischer Messungen an Zellen (16), mit mindestens einer Elektrode (30 –36), mit einer ersten Perfusatleitung, die als Perfusateinlaß (38) mit einer ersten Mündung (39) zum Zuführen von Perfusat zu den Zellen (16) ausgebildet ist, und mit einer zweiten Perfusatleitung, die als Perfusatauslaß (40) mit einer zweiten Mündung (41) zum Abführen von Perfusat von den Zellen (16) ausgebildet ist, wobei die zweite Mündung (41) oberhalb der ersten Mündung (39) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Elektrode (30–36) zum Einstechen in die Zellen (16) ausgebildet und mit den Perfusatleitungen (38, 40) in einem gemeinsamen Träger (22) eines Meßkopfes (20) integriert ist, daß der Perfusateinlaß (38) sich im wesentlichen parallel zu der mindestens einen Elektrode (30–36) erstreckt, und daß die erste Mündung (39) oberhalb eines unteren Endes der mindestens einen Elektrode (30–36) angeordnet ist.contraption to perform electrophysiological measurements on cells (16), with at least one Electrode (30-36), with a first perfusate tube, which as a perfusate inlet (38) with a first estuary (39) for feeding from perfusate to the cells (16), and with a second one Perfusatleitung, the perfusate outlet (40) with a second mouth (41) for discharging Perfusate is formed by the cells (16), the second orifice (41) above the first estuary (39), characterized in that the at least one electrode (30-36) formed for insertion into the cells (16) and with the perfusate leads (38, 40) in a common carrier (22) of a measuring head (20) that the Perfusate inlet (38) substantially parallel to the at least one electrode (30-36), and that the first estuary (39) above a lower end of the at least one electrode (30-36) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Durchführen elektrophysiologischer Messungen an Zellen, mit mindestens einer Elektrode, mit einer ersten Perfusatleitung, die als Perfusateinlaß mit einer ersten Mündung zum Zuführen von Perfusat zu den Zellen ausgebildet ist, und mit einer zweiten Perfusatleitung, die als Perfusatauslaß mit einer zweiten Mündung zum Abführen von Perfusat von den Zellen ausgebildet ist, wobei die zweite Mündung oberhalb der ersten Mündung angeordnet ist.The The invention relates to a device for performing electrophysiological Measurements on cells, with at least one electrode, with a first Perfusate tube used as a perfusion inlet with a first muzzle Respectively from perfusate to the cells is formed, and with a second Perfusatleitung, which as a perfusate outlet with a second mouth to lead away perfusate is formed by the cells, with the second orifice above the first estuary is arranged.

Eine Vorrichtung der vorstehend genannten Art ist aus der US 6 048 722 A bekannt.A device of the aforementioned type is known from US 6 048 722 A known.

Die bekannte Vorrichtung dient zum Durchführen elektrophysiologischer Messungen an Oozyten, insbesondere Oozyten des Xenopus laevis, eines südafrikanischen Klauenfrosches. Diese Oozyten werden bevorzugt für elektrophysiologische Messungen als Expressionssystem eingesetzt.The known device is used to perform electrophysiological Measurements on oocytes, in particular oocytes of Xenopus laevis, one South African Claw frog. These oocytes are preferred for electrophysiological measurements used as expression system.

In diesem Zusammenhang ist es bekannt, die Oozyten in einer Aufnahme zu positionieren und zu fixieren. Die Aufnahme kann z.B. eine trichterartige Öffnung in einer Platte sein. Derartige Platten sind standardisiert und werden üblicherweise mit 8 × 12 = 96, 16 × 24 = 384 oder 32 × 48 = 1.536 derartigen Aufnahmen ("Wells") verwendet. Die Aufnahmen für die Oozyten können z.B. an ihrer Unterseite mit einer Öffnung versehen sein, über die die Oozyte mittels Unterdruck angesaugt und in der Aufnahme fixiert wird.In In this context, it is known the oocytes in a recording to position and fix. The recording may e.g. a funnel-like opening in to be a plate. Such plates are standardized and usually become with 8 × 12 = 96, 16 × 24 = 384 or 32 × 48 = 1,536 such images ("Wells") used. The Recordings for the Oocytes can e.g. be provided on its underside with an opening over the the oocyte is aspirated by means of negative pressure and fixed in the receptacle.

Zum Durchführen von elektrophysiologischen Messungen wird eine genetische Information, nämlich eine mRNA oder eine cDNA, in die Oozyte eingebracht. Es bilden sich dann an der Oberfläche und in der Oozyte charakteristische Ionenkanäle und/oder Rezeptoren aus, die durch Anlegen einer elektrischen Spannung bzw. Durchleiten eines elektrischen Stroms oder Applikation einer Substanz vermessen werden können.To the Carry out From electrophysiological measurements is a genetic information, namely a mRNA or a cDNA introduced into the oocyte. It then form on the surface and in the oocyte characteristic ion channels and / or receptors, by applying an electrical voltage or passing a electrical current or application of a substance can be measured can.

Es ist bekannt, auf diese Weise pharmakologische Messungen durchzuführen, weil die in der Membran der Oozyten ausgebildeten Rezeptoren oder Ionenkanäle in einer Art und Weise ausgebildet werden, die charakteristisch für bestimmte Eigenschaften der zu untersuchenden Substanzen ist.It is known to perform in this way pharmacological measurements, because the receptors or ion channels formed in the oocyte membrane in one Be fashioned, characteristic of certain Properties of the substances to be examined is.

Bei der eingangs erwähnten US 6 048 722 werden bei einem ersten Ausführungsbeispiel (2) eine Meßelektrode und eine Stimulationselektrode in die Zelle eingestochen, was bedeutet, daß diese Elektroden als Mikroelektroden ausgebildet sind. Die Aufnahme der Zelle ist über einen Rohrbogen mit einem Behälter verbunden, in den eine Referenzelektrode (Masse) eintaucht.At the beginning mentioned US Pat. No. 6,048,722 be in a first embodiment ( 2 ) a measuring electrode and a stimulation electrode are inserted into the cell, which means that these electrodes are formed as microelectrodes. The recording of the cell is connected via a pipe bend with a container in which a reference electrode (ground) dips.

Bei der vorerwähnten Vorrichtung gemäß der US 6 048 722 ist bei einem zweiten Ausführungsbeispiel (3), das der eingangs genannten Vorrichtung entspricht, die Zufuhr von Perfusat automatisiert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Zelle am Boden eines abgeknickten Röhrchens angeordnet, wobei das Röhrchen an dieser Stelle eine Öffnung aufweist, durch die die Zelle sich teilweise vorstülpen kann. Mittels eines weiteren, sehr dünnen Röhrchens kann die Zelle an dieser vorgestülpten Stelle durchstochen werden, um eine elektrische Verbindung zum Zellinneren herzustellen. Der Boden des abgeknickten Röhrchens be findet sich in einem gefäßartigen Gebilde, das durch einen um den Boden herumgewickelten Streifen gebildet wird. In diesem Gefäß befinden sich zwei Meßelektroden, die jedoch nicht als Mikroelektroden ausgebildet und nicht in die Zelle eingestochen sind. Sie stehen lediglich elektrisch mit dem Innenraum der Zelle in Verbindung.In the aforementioned device according to the US Pat. No. 6,048,722 is in a second embodiment ( 3 ), which corresponds to the device mentioned above, automates the supply of perfusate. In this embodiment, the cell is located at the bottom of a kinked tube, the tube having at this point an opening through which the cell can partially protrude. By means of another, very thin tube, the cell can be punctured at this protruding site to establish an electrical connection to the cell interior. The bottom of the bent tube be found in a vessel-like structure, which is formed by a wound around the ground strip. In this vessel are two measuring electrodes, which are not formed as microelectrodes and not pierced in the cell. They are only electrically connected to the interior of the cell.

An die Aufnahme der Zelle ist eine Perfusionseinrichtung angeschlossen. Mit dieser Perfusionseinrichtung lassen sich in gesteuerter Weise unterschiedliche Substanzen, insbesondere Meßsubstanzen, in die Aufnahme einfüllen, die typischerweise ein Fassungsvermögen von 100 μl hat. Im abgeknickten Bereich des Röhrchens ist horizontal neben der Rückseite der Zelle ein freies Ende eines Schlauchs angeordnet, der als Perfusateinlaß dient. In einem schräg nach oben weisenden Bereich des abgeknickten Röhrchens befindet sich das freie Ende eines zweiten Schlauchs, der als Perfusatauslaß verwendet wird. In deren unmittelbarer Nähe befindet sich in dem abgeknickten Röhrchen noch eine Referenzelektrode.At the uptake of the cell is connected to a perfusion device. This perfusion device can be controlled different substances, in particular measuring substances, in the recording fill, which typically has a capacity of 100 μl. in the bent portion of the tube is horizontal next to the back the cell a free end of a tube arranged, which serves as a perfusate inlet. In a diagonal upwardly facing portion of the bent tube is the free End of a second tube used as a perfusate outlet becomes. In their immediate vicinity There is still a reference electrode in the bent tube.

Auch für dieses zweite Ausführungsbeispiel gemäß der US 6 048 722 gilt daher, daß es sich um einen experimentellen Aufbau handelt, der jeweils einzeln aufgebaut und justiert werden muß.Also for this second embodiment according to the US Pat. No. 6,048,722 Therefore, it is considered that this is an experimental setup, which must be built and adjusted individually.

Allgemein ist somit bei bekannten Vorrichtungen der hier interessierenden Art ein erhebliches handwerkliches Geschick erforderlich, um die Perfusatleitung in den Bereich der Aufnahme für die Zelle zu bringen und dort zu fixieren. Vor allem aber ist auch die Anbringung der Elektroden an der Zelle, insbesondere das Einstechen der Elektroden in die Zelle, von der Geschicklichkeit der jeweiligen Untersuchungsperson abhängig, da dies offensichtlich von Hand geschieht. Sofern die Applikation der Elektrode bzw. der Elektroden an die Zelle mißlingt, insbesondere wenn die Elektroden abbrechen, muß der gesamte Meßaufbau neu eingerichtet und neu justiert werden. Schließlich ist mit der bekannten Vorrichtung nur jeweils eine Einzelmessung an einer Zelle möglich, wobei lediglich die Abfolge unterschiedlicher Testflüssigkeiten in der erwähnten Weise automatisch gesteuert werden kann.In general, therefore, in known devices of the type of interest here, considerable manual skill is required in order to bring the perfusate line into the region of the receptacle for the cell and to fix it there. Above all, however, the attachment of the electrodes to the cell, in particular the insertion of the electrodes into the cell, depends on the skill of the respective subject, since this obviously happens by hand. If the application of the electrode or of the electrodes to the cell fails, in particular if the electrodes break off, the entire measuring setup must be newly set up and readjusted. Finally, only one individual measurement on a cell is possible with the known device, wherein only the sequence of different Test liquids can be controlled automatically in the mentioned manner.

Aus der US 4 461 304 sind eine Mikroelektrode sowie eine Anordnung zum parallelen Messen neurologischer Zellen bekannt. Bei dieser bekannten Anordnung ist eine Elektrode vorgesehen, die an ihrem unteren freien Ende mit einem auswechselbaren, nadelartigen Element versehen ist. In makroskopischer Ansicht ist das nadelartige Element flach und sich nach vorne verjüngend ausgebildet. Auf der Oberfläche des Elementes befinden sich im axialen Abstand aufgereiht insgesamt 20 Elektrodenpunkte, die jeweils über eine separate gedruckte Leiterbahn angeschlossen sind. Diese Leiterbahnen führen über entsprechende Kontakt- und Verbindungselemente zu einer oberhalb des nadelartigen Elementes im Elektrodenträger angeordneten Schaltleiste.From the US 4,461,304 For example, a microelectrode and an arrangement for measuring neurological cells in parallel are known. In this known arrangement, an electrode is provided, which is provided at its lower free end with a replaceable, needle-like element. In a macroscopic view, the needle-like element is flat and tapered forward. On the surface of the element are located at an axial distance strung together a total of 20 electrode points, which are each connected via a separate printed conductor. These interconnects lead via corresponding contact and connecting elements to an above the needle-like element in the electrode carrier arranged switching strip.

Diese bekannte Vorrichtung ist daher lediglich für spezielle Messungen geeignet, bei denen viele (beispielsweise 20) nebeneinander liegende Meßpunkte in neurologischem Gewebe vermessen werden sollen.These known device is therefore suitable only for special measurements, where many (for example 20) adjacent measuring points to be measured in neurological tissue.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß die vorstehend erläuterten Nachteile vermieden werden.Of the Invention is in contrast the task is based, a device of the type mentioned develop further to the effect that the above explained Disadvantages are avoided.

Insbesondere soll es möglich sein, die Messung sowohl hinsichtlich der Applikation der Elektroden wie auch hinsichtlich der Applikation der Perfusatleitungen vollautomatisch durchzuführen, weiterhin soll die Vorrichtung nach dem "plug-and-play"-Prinzip mit wenigen Handgriffen einsetzbar und bei einer eventuellen Beschädigung wieder-einsetzbar gemacht werden können. Schließlich soll es möglich werden, eine Vielzahl von Messungen an vielen unterschiedlichen Zellen vollautomatisiert, d.h. ohne Aufsicht durchführen zu können, insbesondere über Nacht.Especially should it be possible be the measurement both in terms of application of the electrodes as well as with regard to the application of the perfusate lines fully automatically perform, Furthermore, the device according to the "plug-and-play" principle Can be used with little effort and re-used in case of damage can be made. Finally, should it possible be a variety of measurements on many different Cells fully automated, i. without supervision can, especially about Night.

Diese Aufgabe wird gemäß der eingangs genannten Vorrichtung erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die mindestens eine Elektrode zum Einstechen in die Zellen ausgebildet und mit den Perfusatleitungen in einem gemeinsamen Träger eines Meßkopfes integriert ist, daß der Perfusateinlaß sich im wesentlichen parallel zu der mindestens einen Elektrode erstreckt, und daß die erste Mündung oberhalb eines unteren Endes der mindestens einen Elektrode angeordnet ist.These Task is in accordance with the beginning mentioned device according to the invention achieved in that the at least formed an electrode for piercing into the cells and with the Perfusatleitungen in a common carrier of a measuring head is integrated that the Perfusate intake yourself extending substantially parallel to the at least one electrode, and that the first estuary arranged above a lower end of the at least one electrode is.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß der Träger industriell vorgefertigt werden kann und lediglich in der Vorrichtung an eine entsprechende Halterung eingesteckt werden muß. Die Elektroden sind dabei fertig installiert, insbesondere hinsichtlich ihrer relativen Lage zueinander, so daß das bei herkömmlichen Vorrichtungen notwendige und sehr delikate Ausrichten der Elektroden zueinander nicht mehr erforderlich ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß das Risiko einer Beschädigung der Elektroden beim Einrichten der Vorrichtung drastisch minimiert wird. Außerdem werden die Messungen deutlich reproduzierbar, weil die Elektroden sich in einer definierten Lage zueinander befinden. Schließlich gestattet die integrierte Anordnung der Elektroden in dem Träger, daß automatisierte Verfahreinrichtungen für den so gebildeten Meßkopf gebildet werden, so daß die gewünschten vollautomatisierten Messungen an einer Vielzahl von Zellen möglich werden, beispielsweise in Verbindung mit einer standardisierten Multi-Well-Platte.The Invention has the advantage that the Carrier industrial can be prefabricated and only in the device to a appropriate holder must be inserted. The electrodes are finished installed, in particular with regard to their relative position to one another, so that in conventional devices necessary and very delicate alignment of the electrodes to each other is no longer necessary. In this way it is achieved that the risk damage the electrodes drastically minimized when setting up the device becomes. In addition, will the measurements are clearly reproducible, because the electrodes themselves are in a defined position to each other. Finally allowed the integrated arrangement of the electrodes in the carrier that automated Moving devices for the measuring head thus formed be formed so that the desired fully automated Measurements on a variety of cells are possible, for example in conjunction with a standardized multi-well plate.

Die Maßnahme, auf dem Träger ferner mindestens eine Perfusatleitung anzuordnen, hat den Vorteil, daß die Perfusionseinrichtung hinsichtlich der Zuführung und der Abführung des Perfusats in den selben Meßkopf integriert ist, in dem sich bereits Elektroden befinden, so daß eine gemeinsame Handhabung möglich ist. Weiterhin ist von Vorteil, daß beim Integrieren auch der Perfusatleitungen in den Meßkopf die relative Positionierung der Perfusatleitungen zu den Elektroden optimiert werden kann und bereits herstellerseitig fixiert ist. Auch insoweit entfällt ein umständliches Handhaben der Vorrichtung beim Aufbau der Meßanordnung. Weiterhin ergibt sich der Vorteil, daß bei einer Beschädigung einer der Komponenten der gesamte Meßkopf mit wenigen Handgriffen ausgetauscht werden kann.The Measure, on the carrier Furthermore, to arrange at least one perfusate, has the advantage that the Perfusion device with regard to the supply and the discharge of the Perfusats in the same measuring head is integrated, in which there are already electrodes, so that a common handling possible is. A further advantage is that when integrating the Perfusatleitungen in the measuring head the relative positioning of the perfusate leads to the electrodes can be optimized and is already fixed by the manufacturer. Also in this respect deleted a complicated one Handling of the device in the construction of the measuring arrangement. Furthermore results the advantage that at damage one of the components of the entire measuring head with a few simple steps can be exchanged.

Da der Perfusateinlaß eine erste Mündung aufweist, der Perfusateinlaß ferner im wesentlichen parallel zu der mindestens einen Elektrode angeordnet ist und schließlich die erste Mündung oberhalb eines unteren Endes der mindestens einen Meßelektrode angeordnet ist, wird das Perfusat ganz gezielt an exakt die Stelle geleitet, an der sich der aktive Teil der Meßelektroden befindet.There the perfusate intake one has first mouth, the perfusate inlet further arranged substantially parallel to the at least one electrode is and finally the first estuary above a lower end of the at least one measuring electrode is arranged, the perfusate is quite targeted to exactly the place at which the active part of the measuring electrodes is located.

Das Vorsehen eine Perfusatauslasses mit einer zweiten Mündung hat den Vorteil, daß das nicht mehr benötigte Perfusat kontrolliert abgeführt und insbesondere ein Überlaufen der Aufnahme für die Zelle verhindert werden kann. Da die zweite Mündung oberhalb der ersten Mündung angeordnet ist, kann die Zelle über die Strecke zwischen den beiden Mündungen stets mit frischem Perfusat versorgt werden, d.h. entweder mit einer Testflüssigkeit oder zwischen den Meßvorgängen mit einer Spülflüssigkeit.The Providing a perfusate outlet having a second mouth the advantage that the no longer needed Perfusate controlled dissipated and in particular an overflow the recording for the cell can be prevented. Since the second estuary above the first estuary is arranged, the cell can over the stretch between the two mouths always with fresh Perfusat be supplied, i. either with a test fluid or between the measuring processes with a rinsing liquid.

Diese Maßnahme hat daher den weiteren Vorteil, daß auch außerhalb von eigentlichen Meßvorgängen ein gezieltes Zuführen von Perfusat möglich ist, um die gerade nicht vermessenen Zellen gegen Austrocknen zu schützen. Dann kann über den vertikalen Abstand der beiden Mündungen in genau definierter Weise ein vorgegebener Flüssigkeitsspiegel oberhalb der Zellen eingestellt werden.This measure therefore has the further advantage that a targeted feeding of perfusate is possible even outside of actual measuring processes, in order to protect the cells which are just not measured against dehydration. Then, about the vertical distance of the two mouths in exactly defined manner, a predetermined liquid level can be set above the cells.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Elektroden in Aussparungen des Trägers eingesetzt, sie können aber auch im Träger vergossen sein.at preferred embodiments the device according to the invention The electrodes are used in recesses of the carrier, but they can also in the carrier to be shed.

Diese Maßnahmen haben den Vorteil, daß eine stabile und reproduzierbare Lage der Elektroden im Träger erreicht wird.These activities have the advantage that a achieves stable and reproducible position of the electrodes in the carrier becomes.

Bei weiteren Ausführungsformen der Erfindung bestehen die Elektroden aus gezogenen Glasröhrchen.at further embodiments invention, the electrodes consist of drawn glass tubes.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß derartige Glaselektroden in an sich bekannter Weise für den jeweiligen Anwendungszweck optimiert ausgebildet werden können. So ist es z.B. möglich, die Elektroden mit einem elektrischen Widerstand zwischen 5 MΩ und 100 MΩ auszubilden, und zwar als sogenannte "sharp electrodes". Alternativ können die Elektroden auch als sogenannte "patch electrodes" mit einem elektrischen Widerstand in der Größenordnung von 500 kΩ bis 5 MΩ ausgebildet werden.These measure has the advantage that such Glass electrodes in a conventional manner for the particular application can be optimized. So it is e.g. possible, the electrodes with an electrical resistance between 5 MΩ and 100 To train MΩ, and as so-called "sharp electrodes ". Alternatively can The electrodes are also called "patch electrodes" with an electrical resistance in of the order of magnitude from 500 kΩ to 5 MΩ trained become.

Alternativ ist erfindungsgemäß aber auch vorgesehen, Elektroden als Drahtelektroden auszubilden, vorzugsweise als Silberdrahtelektroden, die weiter vorzugsweise mit einer Chloridschicht umgeben sind. Daneben ist auch die Verwendung von Wolframdrähten und dergleichen möglich.alternative but is also provided according to the invention Form electrodes as wire electrodes, preferably as silver wire electrodes, which are further preferably surrounded by a chloride layer. Besides the use of tungsten wires and the like is also possible.

Bei bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist mindestens eine Elektrode einen geraden Abschnitt auf.at preferred embodiments the device according to the invention At least one electrode has a straight section.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Elektrode in besonders einfacher Weise im Träger befestigt werden kann.These measure has the advantage that the electrode can be fastened in a particularly simple manner in the carrier.

Wenn in weiter bevorzugter Ausbildung der Erfindung zwei Elektroden im wesentlichen symmetrisch zu einer Längsachse des Trägers angeordnet sind, so kann man den Abstand zwischen den freien Enden der Elektroden in einem Bereich zwischen etwa 50 μm und 800 μm, vorzugsweise zwischen 200 μm und 500 μm einstellen.If in a further preferred embodiment of the invention, two electrodes in are arranged substantially symmetrically to a longitudinal axis of the carrier, so you can see the distance between the free ends of the electrodes in a range between about 50 microns and 800 microns, preferably set between 200 microns and 500 microns.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß beim Einführen der Elektroden in die Zellen individuelle Einstechlöcher erzielt werden und nicht ein gemeinsames, großes Loch aufgerissen wird, das entstünde, wenn die freien Enden der Elektroden zu dicht beieinander angeordnet wären. Dies hätte nämlich den Nachteil, daß wichtige physiologische Funktionen der Zelle verlorengingen. Dies wird bei der erfindungsgemäßen Vorgehensweise vermieden.These measure has the advantage that when inserting the Electrodes into the cells individual puncture holes are achieved and not a common, big one Hole that would be torn open, when the free ends of the electrodes are arranged too close to each other would. This would have namely the Disadvantage that important physiological functions of the cell were lost. This will be included the procedure of the invention avoided.

In diesem Zusammenhang ist besonders bevorzugt, wenn ein gerader Abschnitt der Elektroden mit einer Längsachse des Trägers einen spitzen Winkel einschließt, der insbesondere zwischen 3° und 10°, vorzugsweise 5° betragen kann.In This relationship is particularly preferred when a straight section the electrodes with a longitudinal axis of the carrier includes an acute angle, in particular between 3 ° and 10 °, preferably 5 ° can.

Diese zueinander geneigte Anordnung der Elektroden hat den Vorteil, daß die unteren freien Enden der Elektroden in gut reproduzierbarer Weise positioniert werden können.These mutually inclined arrangement of the electrodes has the advantage that the lower positioned free ends of the electrodes in a well reproducible manner can be.

Bei einer bevorzugten Gruppe von Ausführungsbeispielen der Erfindung ist mindestens eine der Elektroden als Meßelektrode ausgebildet. Die Meßelektrode ist vorzugsweise an einen Meßverstärker angeschlossen, der weiter vorzugsweise einstellbar ist.at a preferred group of embodiments of the invention At least one of the electrodes is designed as a measuring electrode. The measuring electrode is preferably connected to a measuring amplifier, which is further preferably adjustable.

Auf diese Weise ist es möglich, automatisch gesteuerte Messungen von Spannungs- oder Stromsignalen durchzuführen.On this way it is possible automatically controlled measurements of voltage or current signals perform.

Dies gilt insbesondere dann, wenn die mindestens eine Meßelektrode an eine Stromquelle angeschlossen ist und diese wiederum vorzugsweise einstellbar ist.This applies in particular when the at least one measuring electrode is connected to a power source and this in turn preferably adjustable is.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß bei Einsatz zweier unterschiedlicher Elektroden eine Entkopplung zwischen der Stromeinleitung einerseits und der Spannungsmessung andererseits erreicht wird.These measure has the advantage that when used two different electrodes a decoupling between the Current introduction on the one hand and the voltage measurement on the other is reached.

Die hier zu messenden Ströme und Spannungen liegen im nA- bis μA-Bereich für die Strommessung, und im mV-Bereich für die Spannungsmessung.The currents to be measured here and voltages are in the nA to μA range for the Current measurement, and in the mV range for voltage measurement.

Diese Messungen können durch die gängigen elektrophysiologischen Meßmethoden wie "bridge-mode", "current-clamp", und "voltage-clamp" durchgeführt werden. Dabei ist es für diese Erfindung unerheblich, ob die voltage-clamp-Ableitung mit zwei Elektroden (two-electrode voltage clamp; TEVC) oder mit einer Elektrode (single-electrode voltage-clamp, SEVC) durchgeführt wird. Bei der SEVC-Methode wird im sogenannten "switched-mode" gemessen, also abwechselnd wird in einem bestimmten Intervall ein Meßstrom eingeleitet und die Meßspannung (bei abgeschalteter Strominjektion) gemessen.These Measurements can through the common ones electrophysiological measurement methods such as "bridge-mode", "current-clamp", and "voltage-clamp" are performed. It is for this invention irrelevant whether the voltage-clamp derivative with two electrodes (two-electrode voltage clamp, TEVC) or with a Electrode (single-electrode voltage-clamp, SEVC) is performed. In the SEVC method is measured in the so-called "switched-mode", that is alternately in a measuring current is introduced at a certain interval and the measuring voltage (with switched off current injection) measured.

Zu diesem Zweck ist bei weiteren Ausführungsbeispielen bevorzugt, wenn mindestens eine der Elektroden als Referenzelektrode ausgebildet ist. In diesem Fall ist vorzugsweise die Referenzelektrode an eine Masse angeschlossen.To this purpose is preferred in further embodiments, if at least one of the electrodes is formed as a reference electrode is. In this case, preferably, the reference electrode is connected to a Ground connected.

Zu dem erwähnten Zweck sind Konfigurationen besonders bevorzugt, bei denen zwei Meßelektroden und zwei Referenzelektroden vorgesehen sind.For the purpose mentioned configurations are particularly preferred in which two Meßelek electrodes and two reference electrodes are provided.

In diesem Falle ist besonders bevorzugt, wenn mindestens zwei Meßelektroden in einer ersten gemeinsamen Ebene und/oder mindestens zwei Referenzelektroden in einer zweiten gemeinsamen Ebene angeordnet sind und weiter vorzugsweise die erste und die zweite Ebene parallel zueinander verlaufen und einen möglichst geringen Abstand zueinander aufweisen.In In this case, it is particularly preferred if at least two measuring electrodes in a first common plane and / or at least two reference electrodes are arranged in a second common plane and more preferably the first and the second plane are parallel to each other and one possible have a small distance from each other.

Diese Maßnahmen haben den Vorteil, daß ein extrem kompakter und von der Meßtechnik her optimaler Aufbau entsteht, bei dem alle erforderlichen Komponenten auf engstem Raum vereinigt sind.These activities have the advantage that a extremely compact and of the measuring technique optimal structure is created in which all the required components are united in a confined space.

Dies gilt insbesondere dann, wenn der Perfusateinlaß bei der bereits weiter oben erwähnten symmetrischen Anordnung der Elektroden im wesentlichen auf der Symmetrieachse zwischen den Meßelektroden angeordnet ist.This especially applies if the perfusate intake at the already above mentioned symmetrical arrangement of the electrodes substantially on the axis of symmetry between the measuring electrodes is arranged.

Es ist weiterhin in diesem Zusammenhang bevorzugt, wenn der Perfusateinlaß an eine Förderpumpe angeschlossen und diese insbesondere einstellbar ist.It is further preferred in this context when the perfusate inlet to a feed pump connected and this particular is adjustable.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß das Perfusat in genau dosierter Weise zugeführt werden kann.These measure has the advantage that the perfusate fed in exactly metered manner can be.

Bei weiteren Varianten dieses Ausführungsbeispiels ist der Perfusateinlaß über ein steuerbares Ventilsystem an eine Mehrzahl von Vorratsbehältern anschließbar, die eine Testflüssigkeit oder eine Spülflüssigkeit enthalten können.at further variants of this embodiment is the perfusate intake over controllable valve system connected to a plurality of storage containers, the a test fluid or a rinsing liquid can contain.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß hinsichtlich der Perfusionseinrichtung vollautomatisierte Messungen mit den bereits erwähnten Vorteilen durchgeführt werden können.These measure has the advantage that in terms of the perfusion device fully automated measurements with the already mentioned Benefits carried out can be.

Besonders ist bevorzugt, wenn die Vorratsbehälter oberhalb des Perfusateinlasses angeordnet sind.Especially is preferred when the reservoir above the perfusate inlet are arranged.

Dann ist es nämlich möglich, auf die Förderpumpe zu verzichten, weil dann nach Öffnen des Ventils in der entsprechenden Verbindungsleitung die Test- oder Spülflüssigkeit von selbst unter Schwerkrafteinfluß zum Perfusateinlaß strömt.Then it is possible, on the pump to give up, because then after opening of the valve in the appropriate connection line the test or rinse flows by itself under the influence of gravity to the perfusate inlet.

Eine besonders gute Wirkung wird erzielt, wenn die Mündungen der Perfusatleitungen entgegengesetzt gerichtet sind.A particularly good effect is achieved when the mouths of the perfusate tubes are directed opposite.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß ein Kurzschluß zwischen dem Einlaß- und dem Auslaßsystem verhindert wird, wenn in entgegengesetzten Richtungen eingelassen bzw. abgesaugt wird.These measure has the advantage that a short circuit between the intake and the exhaust system is prevented when recessed in opposite directions or is sucked off.

Auch in diesem Falle ist sinngemäß bevorzugt, wenn der Perfusatauslaß an eine Saugpumpe angeschlossen und diese insbesondere einstellbar ist.Also in this case, it is preferred that when the perfusate outlet is on a suction pump connected and this is in particular adjustable.

Eine besonders gute Wirkung wird erzielt, wenn in Blickrichtung auf die erste Ebene der Perfusateinlaß vor der ersten Ebene und der Perfusatauslaß hinter der zweiten Ebene angeordnet ist.A particularly good effect is achieved when looking in the direction of first level of perfusion inlet the first level and the perfusate outlet behind the second level is arranged.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß ein extrem kompakter und sicherer Aufbau entsteht, bei dem alle für die Messung erforderlichen Komponenten in optimaler Weise zusammenarbeiten.These measure has the advantage that a Extremely compact and safe construction arises in which all for the measurement necessary components work together in an optimal way.

Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung ist bevorzugt, wenn mindestens ein Meßkopf an einem Aktuator angeordnet ist und der Aktuator entlang eines Koordinatensystems oberhalb einer Aufnahme für die Zellen verfahrbar ist.at embodiments The invention is preferred if at least one measuring head an actuator is arranged and the actuator along a coordinate system above a receptacle for the cells can be moved.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß der Meßkopf in allen Richtungen des Koordinatensystems vollautomatisch verfahren werden kann, so daß alle notwendigen Bewegungen programmiert durchge führt werden können. Dies betrifft insbesondere das Anstechen der Zellen mittels der Meßelektroden, aber auch das Heranfahren des Meßkopfes an die Zellen, wenn lediglich eine Befeuchtung der Zellen mittels Perfusat gewünscht ist, wie dies vorstehend erläutert wurde.These measure has the advantage that the measuring head in move fully automatically in all directions of the coordinate system can be, so that all programmed movements can be programmed. This especially concerns the piercing of the cells by means of the measuring electrodes, but also the approach of the measuring head to the cells, if only humidification of the cells by means of Perfusate desired is as explained above has been.

In einer bevorzugten Weiterbildung dieses Ausführungsbeispiels kann der Aktuator eine Mehrzahl von Meßköpfen tragen.In a preferred embodiment of this embodiment, the actuator carry a plurality of measuring heads.

Diese Maßnahme hat insbesondere bei der Verwendung von sogenannten Multi-Well-Platten den Vorteil, daß mehrere Zellen entlang einer Reihe oder einer Spalte der Platte parallel und gleichzeitig gemessen werden können, so daß die in den Wells der Platte enthaltenen Zellen insgesamt in einem Bruchteil der ansonsten benötigten Zeit gemessen werden können. Dabei kann selbstverständlich innerhalb der verschiedenen Aufnahmen für die Zellen mit unterschiedlichen Perfusaten gearbeitet werden, d.h. mit unterschiedlichen Testflüssigkeiten oder mit Spülflüssigkeiten. Wenn unterschiedliche Testflüssigkeiten verwendet werden, kann dies bedeuten, daß an sich dieselbe Art Testflüssigkeit, jedoch in unterschiedlicher Konzentration, verwendet wird, oder aber es können Testflüssigkeiten ganz unterschiedlicher Art eingesetzt werden.These measure has particular in the use of so-called multi-well plates the Advantage that several Cells along a row or a column of the plate in parallel and at the same time can be measured so that in the wells of the plate contained cells in total in a fraction of the otherwise required time can be measured. It goes without saying within the different shots for the cells with different ones Perfusaten be worked, i. with different test liquids or with rinsing liquids. If different test fluids this may mean that the same kind of test liquid, however, used in different concentrations, or else it can test liquids be used very different way.

Zu diesem Zweck ist es zweckmäßig, wenn die Meßköpfe relativ zum Aktuator mindestens entlang der auf die Zelle gerichteten Achse individuell verfahrbar sind.For this purpose, it is expedient for the measuring heads to be individual relative to the actuator at least along the axis directed onto the cell are movable.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Bewegungsvorgänge an einer Zelle individuell eingestellt werden können, auch wenn in der geschilderten Weise mehrere Zellen parallel vermessen werden.These measure has the advantage that the movement processes at one Cell can be adjusted individually, even if in the manner described several cells are measured in parallel.

Bei einer besonders bevorzugten Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der Meßkopf steckbar oder schraubbar am Aktuator befestigt.at a particularly preferred embodiment of the device according to the invention is the measuring head pluggable or screwed to the actuator.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß ein schneller Austausch des Meßkopfs möglich ist, ohne daß der gesamte Versuchsaufbau verändert werden muß.These measure has the advantage of being a faster Replacement of the measuring head possible is without the changed entire experimental setup must become.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung sind Mittel zum Injizieren von cDNA und/oder mRNA in die Zelle vorgesehen. Dies geschieht vorzugsweise dadurch, daß diese Mittel am Aktuator angeordnet sind.In Another preferred embodiment of the invention are means for Injecting cDNA and / or mRNA into the cell. This Preferably, this is done by having these means on the actuator are arranged.

Diese Maßnahmen haben den Vorteil, daß auch während des an sich bekannten Schritts des Injizierens dies in der erwähnten Weise automatisiert und gegebenenfalls für eine Vielzahl von Zellen gesteuert nacheinander stattfinden kann.These activities have the advantage that too while the step of injecting known per se in the manner mentioned automated and optionally for a variety of cells controlled can take place one after the other.

Es wurde bereits erwähnt, daß die Erfindung in besonders vorteilhafter Weise dann eingesetzt werden kann, wenn die Aufnahme für die Zellen als standardisierte Multi-Well-Platte ausgebildet ist.It has already been mentioned that the Invention can then be used in a particularly advantageous manner can when recording for the cells is designed as a standardized multi-well plate.

In diesem Fall wird eine besonders gute Wirkung dann erzielt, wenn die einzelnen Aufnahmen in der Platte mit einer lesbaren Codierung versehen sind und der Aktuator Mittel zum Lesen der Codierung umfaßt. Dies gilt vor allem dann, wenn die Codierung eine Bar-Codierung ist und die Mittel ein Bar-Code-Lesekopf sind.In In this case, a particularly good effect is achieved when the individual recordings in the record with a readable encoding are provided and the actuator comprises means for reading the coding. This is especially true if the encoding is a bar coding and the means are a bar code reading head.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung zu Beginn des automatisierten Meßvorganges für viele Zellen an einer bestimmten, vorbestimmten Zelle in einem vorbestimmten Well beginnen kann und dann je nach Programmierung ihren Weg über die Mulit-Well-Platte fortsetzt. An jeder einzelnen Aufnahme, insbesondere an jedem einzelnen Well, kann dann durch Lesen des Bar-Codes überprüft werden, ob die Position des Meßkopfes insoweit korrekt ist.These measure has the advantage that the inventive device at the beginning of the automated measuring process for many Cells on a specific, predetermined cell in a predetermined Well can start and then depending on programming their way over the Mulit-well plate continues. At every single shot, especially at every single well, can then be checked by reading the bar code, whether the position of the measuring head so far correct.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.Further Advantages will be apparent from the description and the accompanying drawings.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It understands that the mentioned above and the features to be explained below not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description explained. Show it:

1 eine Draufsicht auf einen Teil einer Multi-Well-Platte, wie sie vorteilhaft im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann; 1 a plan view of a portion of a multi-well plate, as it can be used advantageously in the context of the present invention;

2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, entlang der Linie II-II von 1, durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; 2 a side view, partially in section, along the line II-II of 1 , by an embodiment of a device according to the invention;

3 in noch weiter vergrößertem Maßstab eine Vorderansicht eines Meßkopfes, wie er in der Vorrichtung gemäß 2 verwendet werden kann; 3 in still further enlarged scale a front view of a measuring head, as in the device according to 2 can be used;

4 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, durch den Meßkopf gemäß 3; 4 a side view, partly in section, through the measuring head according to 3 ;

5 in noch weiter vergrößertem Maßstab eine Schnittdarstellung entlang der Linie V-V von 4 zur Erläuterung weiterer Einzelheiten des dort dargestellten Meßkopfes; und 5 in still further enlarged scale a sectional view along the line VV of 4 to explain further details of the measuring head shown there; and

6 einen Aufschrieb einer Messung, wie sie mit der Vorrichtung gemäß 2 bis 5 durchführbar ist. 6 a Aufschrieb a measurement, as with the device according to 2 to 5 is feasible.

In 1 bezeichnet 10 insgesamt eine sogenannte Well-Platte, wie sie bei elektrophysiologischen Messungen an Oozyten verwendet wird. Well-Platten 10 sind standardisiert und enthalten eine Vielzahl von Wells 12, d.h. Aufnahmen für Oozyten. Standardisierte Well-Platten 10 sind mit Wells 12 in Reihen und Spalten versehen, wobei Formate von 8 × 12 = 96, 16 × 24 = 384 oder 32 × 48 = 1.536 Wells üblich sind.In 1 designated 10 a total of a so-called well plate, as used in electrophysiological measurements on oocytes. Well plates 10 are standardized and contain a variety of wells 12 , ie shots for oocytes. Standardized Well plates 10 are with Wells 12 in rows and columns, with formats of 8x12 = 96, 16x24 = 384 or 32x48 = 1,536 wells common.

Zum Auffinden und Identifizieren einzelner Wells 10 sind Codierungen vorgesehen, von denen in 1 eine bei 13 als Bar-Code angedeutet ist.To find and identify individual wells 10 Codes are provided, of which in 1 one at 13 is indicated as a bar code.

Die Reihen und Spalten der Wells 12 in der Well-Platte 10 definieren ein Koordinatensystem 14, bei standardisierten Well-Platten 10 ist dies ein kartesisches Koordinatensystem mit Achsen x und y.The rows and columns of the wells 12 in the well plate 10 define a coordinate system 14 , with standardized well plates 10 this is a Cartesian coordinate system with axes x and y.

In 1 ist in den Wells 12 bei 16 jeweils eine Oozyte angedeutet. Bei elektrophysiologischen Messungen der hier interessierender. Art werden üblicherweise Oozyten des südafrikanischen Klauenfrosches (Xenopus laevis) verwendet. Diese Oozyten 16 haben einen Durchmesser von ca. 1 mm. Die Wells 12 sind, wie auch aus der Schnittdarstellung gemäß 2 ersichtlich ist, von gewölbter Gestalt, die sich vorzugsweise nach unten hin verjüngt.In 1 is in the wells 12 at 16 one oocyte each indicated. For electrophysiological measurements of interest here. Typically, oocytes of the South African clawed frog (Xenopus laevis) are used. These oocytes 16 have a diameter of about 1 mm. The Wells 12 are, as well as from the sectional view according to 2 is visible, of arched shape, which preferably tapers downwards.

Um die Oozyten 16 in den Wells 12 zu fixieren, kann vorgesehen sein, die Wells 12 am tiefsten Punkt mit einem Kanal an ein Unterdrucksystem anzuschließen (in den Figuren nicht dargestellt), um die Oozyten 16 in den Wells 12 mittels Unterdruck zu fixieren.To the oocytes 16 in the wells 12 To fix, can be provided, the wells 12 at the lowest point with a channel to connect to a vacuum system (not shown in the figures) to the oocytes 16 in the wells 12 to fix by means of negative pressure.

In 1 und 2 ist mit 18 ein Aktuator angedeutet, der entlang der Ebenenkoordinaten x und y, aber auch entlang einer dazu senkrechten Koordinate z verfahrbar ist. Zu diesem Zweck ist der Aktuator 18 an ein elektronisches Steuergerät (nicht dargestellt) angeschlossen, das entsprechenden Bewegungseinheiten für die drei Koordinaten x, y und z die erforderlichen Steuerbefehle zuleitet. Diese dreidimensionale Bewegungsmöglichkeit des Aktuators 18 ist in 2 bei 21 nochmals angedeutet.In 1 and 2 is an actuator 18 indicated, which is movable along the plane coordinates x and y, but also along a coordinate z perpendicular thereto. For this purpose, the actuator 18 connected to an electronic control unit (not shown), the corresponding control units for the three coordinates x, y and z, the required control commands zuleitet. This three-dimensional possibility of movement of the actuator 18 is in 2 at 21 again indicated.

Der Aktuator 18 weist an seiner Unterseite einen Lesekopf 19 auf. Der Lesekopf 19 ist z.B. als Bar-Code-Leser ausgebildet.The actuator 18 has a reading head on its underside 19 on. The reading head 19 is designed, for example, as a bar code reader.

Er ist imstande, die Codierung 13 an jedem Well 12 zu identifizieren, so daß jedes Well 12 in seinen Koordinaten auf der Well-Platte 10 identifiziert werden kann.He is capable of coding 13 at every well 12 to identify so that each well 12 in his coordinates on the well plate 10 can be identified.

Der Aktuator 18 trägt einen Meßkopf 20, mit dem in noch zu beschreibender Weise die Messungen an den Oozyten 16 durchgeführt werden. Der Meßkopf 20 weist einen Träger 22 auf, in den die dazu erforderlichen Elemente integriert sind, wie weiter unten anhand der 3 bis 5 noch im einzelnen erläutert werden wird. Der Träger 22 hat eine Längsachse 24, die im dargestellten Ausführungsbeispiel mit der vertikalen z-Achse zusammenfällt.The actuator 18 carries a measuring head 20 , in the manner to be described, the measurements on the oocytes 16 be performed. The measuring head 20 has a carrier 22 in which the necessary elements are integrated, as described below on the basis of 3 to 5 will be explained in more detail. The carrier 22 has a longitudinal axis 24 which coincides in the illustrated embodiment with the vertical z-axis.

In 2 ist mit 20a und 20b noch angedeutet, daß oberhalb der Well-Platte 10 nicht nur ein Meßkopf 20 sondern auch mehrere Meßköpfe 20, 20a, 20b ... angeordnet sein können. Vorzugsweise sind die Meßköpfe 20, 20a, 20b in einer Reihe angeordnet, so daß gleichzeitig eine Mehrzahl von Oozyten 16 in ihren Wells 12 vermessen werden können. Dies kann beispielsweise eine komplette Reihe oder Spalte von Wells 12 in der Well-Platte betreffen.In 2 is with 20a and 20b still indicated that above the well plate 10 not just a measuring head 20 but also several measuring heads 20 . 20a . 20b ... can be arranged. Preferably, the measuring heads 20 . 20a . 20b arranged in a row, so that at the same time a plurality of oocytes 16 in their wells 12 can be measured. This can be, for example, a complete row or column of wells 12 in the well plate.

Vorzugsweise wird dabei so vorgegangen, daß zwar die gesamte Reihe von Meßköpfen 20, 20a, 20b gemeinsam über die Well-Platte 10 verfahren wird, um nacheinander verschiedene Reihen bzw. Spalten von Wells 12 anzufahren. Bevorzugt bleibt dabei jedoch, daß zumindest der z-Antrieb jedes Aktuators 18 für jeden einzelnen Meßkopf 20, 20a, 20b ... individuell steuerbar bleibt, damit nach dem Anfahren der Wells 12 die eigentliche Messung an jeder Oozyte 16 individuell durchgeführt werden kann.Preferably, the procedure is that, although the entire row of measuring heads 20 . 20a . 20b together over the well plate 10 is moved to successively different rows or columns of wells 12 to approach. However, it is preferred that at least the z-drive of each actuator 18 for every single measuring head 20 . 20a . 20b ... remains individually controllable, so after starting up the wells 12 the actual measurement on each oocyte 16 can be performed individually.

In den 3 bis 5 ist der Meßkopf 20 in weiteren Einzelheiten dargestellt.In the 3 to 5 is the measuring head 20 shown in more detail.

Jeder Meßkopf 20 weist dabei eine erste Elektrode 30, eine erste Referenzelektrode 32, eine zweite Elektrode 34 sowie eine zweite Referenzelektrode 36 auf.Each measuring head 20 has a first electrode 30 , a first reference electrode 32 , a second electrode 34 and a second reference electrode 36 on.

Wie man aus der vergrößerten Querschnittsdarstellung gemäß 5 erkennen kann, liegen die beiden Elektroden 30 und 34 in einer gemeinsamen ersten Ebene 35, und die beiden Referenzelektroden 32 und 36 in einer zweiten Ebene 37. Die beiden Ebenen 35 und 37 erstrecken sich parallel zueinander und haben voneinander einen Abstand D.As can be seen from the enlarged cross-sectional view according to 5 can recognize, are the two electrodes 30 and 34 in a common first level 35 , and the two reference electrodes 32 and 36 in a second level 37 , The two levels 35 and 37 extend parallel to each other and have a distance D.

In dem Träger 22 befindet sich ferner ein Perfusionseinsatz 38 mit einer unteren Mündung 39 sowie ein Perfusatauslaß 40 mit einer unteren Mündung 41. In Blickrichtung auf die erste Ebene 35 liegt der Perfusateinlaß 38 vor der ersten Ebene 35 und der Perfusatauslaß 40 hinter der zweiten Ebene 37. Der Perfusateinlaß 38 und der Perfusatauslaß 40 liegen in der Mittelebene zwischen den Elektroden 30, 34 und den Referenzelektroden 32 und 36. Diese fällt mit der Längsachse 24 des Trägers 22 zusammen.In the carrier 22 There is also a perfusion insert 38 with a lower mouth 39 as well as a perfusate outlet 40 with a lower mouth 41 , In the direction of the first level 35 lies the perfusate intake 38 in front of the first level 35 and the perfusate outlet 40 behind the second level 37 , The perfusate intake 38 and the perfusate outlet 40 lie in the median plane between the electrodes 30 . 34 and the reference electrodes 32 and 36 , This falls with the longitudinal axis 24 of the carrier 22 together.

Die Elektroden 30 und 34 weisen jeweils einen geraden Abschnitt 42 bzw. 46 auf und laufen unten in eine Spitze 44 bzw. 48 aus. Die geraden Abschnitte 42, 46 sind zur Längsachse 24 des Trägers 22 geneigt, und zwar unter einem Winkel α, der vorzugsweise zwischen 3° und 10°, insbesondere 5° beträgt.The electrodes 30 and 34 each have a straight section 42 respectively. 46 up and down in a bit 44 respectively. 48 out. The straight sections 42 . 46 are to the longitudinal axis 24 of the carrier 22 inclined, namely at an angle α, which is preferably between 3 ° and 10 °, in particular 5 °.

Die Anordnung ist dabei so gewählt, daß die Spitzen 44 und 48 einen sehr geringen Abstand d voneinander haben, der zwischen 200 μm und 500 μm beträgt. Demgegenüber liegt der Abstand d zwischen den Ebenen 35 und 37 in der Größenordnung von 1 mm.The arrangement is chosen so that the tips 44 and 48 have a very small distance d from each other, which is between 200 microns and 500 microns. In contrast, the distance d lies between the levels 35 and 37 in the order of 1 mm.

Die Referenzelektroden 32 und 36 liegen in 3 hinter den Meßelektroden 30, 34 und sind in gleicher Weise geneigt angeordnet.The reference electrodes 32 and 36 lie in 3 behind the measuring electrodes 30 . 34 and are arranged inclined in the same way.

Die Elektroden 30 und 34 dienen, wie erwähnt, als Meß- bzw. Ableitelektroden. Sie können als sogenannte Glaselektroden aus gezogenen Glasröhrchen bestehen. Diese werden im elektrophysiologischen Sprachgebrauch als "sharp electrodes" bezeichnet, wenn sie einen elektrischen Widerstand in der Größenordnung von 5 bis 100 MΩ aufweisen oder als "patch electrodes", wenn ihr elektrischer Widerstand in der Größenordnung von 500 kΩ bis 5 MΩ liegt. Die sogenannten "patch electrodes" werden in der Praxis sowohl zum Einstecken wie auch zum Ansaugen verwendet. Alternativ können aber auch Drahtelektroden verwendet werden, die z.B. aus Wolfram bestehen und die als "wire electrodes" bezeichnet werden.The electrodes 30 and 34 serve, as mentioned, as measuring or Ableitelektroden. They can consist of so-called glass electrodes made of drawn glass tubes. These are referred to in electrophysiological language as "sharp electrodes" if they have an electrical resistance of the order of 5 to 100 MΩ or as "patch electrodes" if their electrical resistance is of the order of 500 kΩ to 5 MΩ. The so-called "patch electrodes" are used in practice both for insertion as well as for sucking. Alternatively, however, it is also possible to use wire electrodes which, for example, consist of tungsten and which may be referred to as "wire electrodes" be drawn.

Die Referenzelektroden 32 und 36 sind hingegen vorzugsweise als Drahtelektroden ausgebildet. Zu diesem Zweck können Silberdrähte verwendet werden, die mittels eines elektrolytischen Prozesses mit einer Chloridschicht versehen sind. Derartige Elektroden werden als Ag/AgCl-Elektroden bezeichnet.The reference electrodes 32 and 36 On the other hand, they are preferably designed as wire electrodes. For this purpose, silver wires can be used, which are provided by means of an electrolytic process with a chloride layer. Such electrodes are referred to as Ag / AgCl electrodes.

Die Perfusatleitungen 38 und 40 sind als Schläuche ausgebildet.The perfusion lines 38 and 40 are designed as hoses.

Die sechs vorgenannten Elemente 30, 32, 34, 36, 38 und 40 sind in der in 5 dargestellten Weise in den Träger 22 des Meßkopfes 20 integriert. Unter "integriert" können dabei verschiedene Anbringungsarten verstanden werden. So können die Elemente in entsprechende Bohrungen, Ausnehmungen, Ausfräsungen und dergleichen innerhalb eines einstückigen Trägerkörpers eingelegt, eingesteckt oder sonstwie fixiert sein. Es ist aber auch möglich, die genannten Elemente gesamthaft in einen Träger 22 einzugießen. Wichtig ist allein, daß alle genannten Elemente, d.h. alle Elektroden und Perfusatleitungen, nach Lage und Abmessungen im Träger 22 fixiert sind, so daß sie als "plug-and-play"-Einheit leicht montiert und gegebenenfalls ausgetauscht werden können. Hierzu ist der Träger 22 vorzugsweise an den Meßkopf 20 ansteckbar oder sonstwie in lösbarer Weise zu befestigen.The six aforementioned elements 30 . 32 . 34 . 36 . 38 and 40 are in the in 5 way shown in the carrier 22 of the measuring head 20 integrated. By "integrated" different types of attachment can be understood. Thus, the elements can be inserted into corresponding holes, recesses, cutouts and the like within a one-piece support body, plugged or otherwise fixed. But it is also possible, the said elements as a whole in a carrier 22 pour. It is only important that all the above elements, ie all electrodes and perfusate, according to location and dimensions in the carrier 22 are fixed so that they can be easily mounted as a "plug-and-play" unit and optionally replaced. This is the carrier 22 preferably to the measuring head 20 attachable or otherwise releasably secure.

In 3 und 4 ist noch die zugehörige Verschaltung der vorerwähnten Elemente angedeutet.In 3 and 4 is still the associated interconnection of the aforementioned elements indicated.

So erkennt man, daß die erste Meßelektrode 30 an eine Stromquelle 50 angeschlossen ist, die über einen Steueranschluß 52 einstellbar ist. Die Stromquelle 50 liefert einen Strom I an die erste Meßelektrode 30.So you can see that the first measuring electrode 30 to a power source 50 connected via a control terminal 52 is adjustable. The power source 50 supplies a current I to the first measuring electrode 30 ,

Die zweite Meßelektrode 34 ist hingegen an einen Meßverstärker 56 angeschlossen, der einen Steuereingang 58 aufweist. Im Meßverstärker 56 wird das von der zweitem Meßelektrode 34 erfaßte Spannungssignal U verstärkt und/oder sonstwie weiterverarbeitet.The second measuring electrode 34 is on the other hand to a measuring amplifier 56 connected, which has a control input 58 having. In the measuring amplifier 56 becomes that of the second measuring electrode 34 detected voltage signal U amplified and / or otherwise processed.

Der Perfusateinlaß 38 ist mit einer Förderpumpe 70 verbunden, die ihrerseits einen Steuereingang 72 aufweist. Die Förderpumpe 70 kann über ein entsprechendes Ventilsystem an eine Vielzahl von Vorratsbehältern angeschlossen sein, in denen sich verschiedenartige Meß- und Spülsubstanzen befinden.The perfusate intake 38 is with a feed pump 70 connected, which in turn has a control input 72 having. The pump 70 can be connected via a corresponding valve system to a plurality of reservoirs in which various types of measuring and flushing substances are located.

Der Perfusatauslaß 40 ist demgegenüber an eine Saugpumpe 74 angeschlossen, die einen Steuereingang 76 aufweist.The perfusate outlet 40 is in contrast to a suction pump 74 connected to a control input 76 having.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ferner mit Elementen versehen, die es gestatten, die zu messenden Oozyten 16 mit einer cDNA und/oder einer mRNA zu impfen. Die hierzu erforderlichen Bauelemente sind vorzugsweise ebenfalls mit dem Aktuator 18 gekoppelt, um auch diese zu jeder einzelnen Oozyte 16 in jedem vorgewählten Well 12 fahren zu können.The device according to the invention is further provided with elements which allow the oocytes to be measured 16 to vaccinate with a cDNA and / or an mRNA. The components required for this purpose are preferably also with the actuator 18 coupled to these too every single oocyte 16 in every selected well 12 to be able to drive.

Mit Hilfe der vorstehend erläuterten Vorrichtung können folgende Messungen durchgeführt werden:
Zunächst werden in die beispielsweise 96 Wells 12 der Well-Platte 10 Oozyten 16 eingebracht. Die Oozyten 16 werden dann sequentiell oder zu Gruppen gleichzeitig mit cDNA oder mRNA versehen, indem diese Substanzen in die Oozyten 16 injiziert werden. Die Oozyten werden dann inkubiert, z.B. über zwei oder mehr Tage hinweg.With the aid of the device explained above, the following measurements can be carried out:
First, in the example, 96 wells 12 the well plate 10 oocytes 16 brought in. The oocytes 16 are then sequentially or in groups simultaneously provided with cDNA or mRNA by these substances in the oocytes 16 be injected. The oocytes are then incubated, for example for two or more days.

Für die sich nun anschließende Messung wird der Aktuator 18 zunächst entlang des Koordinatensystems 14, d.h. in x- und y-Richtung oberhalb der Well-Platte 10 verfahren, bis er ein vorgewähltes Well 12 erreicht hat, was durch Lesen des entsprechenden Bar-Codes 13 erkannt wird.For the subsequent subsequent measurement is the actuator 18 first along the coordinate system 14 , ie in the x and y direction above the well plate 10 until it has a selected well 12 has achieved what by reading the appropriate bar codes 13 is recognized.

In dieser Position wird der Meßkopf 20 durch Verfahren der z-Achse abgesenkt, bis sich die Spitzen 44, 48 oberhalb der Oozyte 16 befinden.In this position, the measuring head 20 lowered by moving the z-axis until the peaks 44 . 48 above the oocyte 16 are located.

Die Anordnung arbeitet nun zunächst im "current clamp"-Betrieb, in dem der Strom im nA- bis μA-Bereich konstant gehalten wird. Dies geschieht durch Einstellen der Stromquelle 50 über den Steuereingang 52. Die Stromquelle 50 ist hier als Idealstromquelle angenommen, so daß der einmal eingestellte Strom I selbsttätig konstant gehalten wird.The arrangement now works first in the "current clamp" mode, in which the current is kept constant in the nA to μA range. This is done by adjusting the power source 50 via the control input 52 , The power source 50 is assumed here as an ideal current source, so that the once set current I is kept constant automatically.

Infolge des zu diesem Zeitpunkt relativ niedrigen Widerstandes stellt sich an der Meßelektrode 34 eine relativ geringe Meßspannung U ein, die im Verstärker 56 erfaßt wird.Due to the relatively low resistance at this time arises at the measuring electrode 34 a relatively low measurement voltage U in the amplifier 56 is detected.

Der Meßkopf 20 wird nun weiter in z-Richtung abgesenkt, bis die Spitzen 44, 48 in die Oozyte 16 eindringen. Dabei entstehen zwei um den Abstand d beabstandete Löcher in der Oozyte 16.The measuring head 20 is now lowered further in the z-direction until the tips 44 . 48 into the oocyte 16 penetration. This creates two spaced by the distance d holes in the oocyte 16 ,

Aufgrund des sich schlagartig vergrößernden Widerstandes tritt nun ein erheblicher Spannungssprung in der Meßspannung U auf.by virtue of of abruptly increasing Resistance now occurs a significant voltage jump in the measuring voltage U up.

Die Anordnung schaltet nun vom "current clamp"-Betrieb in den "voltage clamp"-Betrieb um. In dieser Betriebsweise wird die Spannung U im Meßverstärker 56 dadurch konstant gehalten, daß der Strom I über die steuerbare Stromquelle 50 jeweils entsprechend nachgeregelt wird.The arrangement now switches from the "current clamp" mode to the "voltage clamp" mode. In this mode of operation, the voltage U in the measuring amplifier 56 thereby kept constant, that the current I via the controllable current source 50 is readjusted accordingly.

In diesem Augenblick ist die Förderpumpe 70 an ein Vorratsgefäß für eine Testsubstanz angeschlossen, oder die Testsubstanz steht unter Schwerkraft von selbst am Perfusateinlaß 38 an. Die Förderpumpe 70 wird nun über den Steuereingang 72 eingeschaltet (und/oder ein entsprechendes Ventil in der Zuleitung zum Perfusateinlaß 38 geöffnet), so daß eine Testsubstanz einströmen kann, wie in 4 mit Pfeilen angedeutet. Die Testsubstanz fließt durch den Perfusateinlaß 38 und unten aus der Mündung 39 hinaus. Die Mündung 39 ist dabei so gerichtet, daß die Testsubstanz waagerecht in 4 nach links abströmt. Gleichzeitig wird die Saugpumpe 74 eingeschaltet, so daß überschüssige Testsubstanz über die Öffnung 41 und den Perfusatauslaß 40 abgesaugt werden kann. Auch die Öffnung 41 ist waagerecht gerichtet, jedoch zur Öffnung 39 entgegengesetzt. Dies bewirkt, daß ein Kurzschluß zwischen den Öffnungen 39 und 41 weitgehend vermieden wird.At this moment is the feed pump 70 connected to a storage container for a test substance, or the test substance is under gravity by itself at the perfusate inlet 38 at. The pump 70 will now be via the control input 72 switched on (and / or a corresponding valve in the supply line to Perfusateinlaß 38 opened), so that a test substance can flow in, as in 4 indicated by arrows. The test substance flows through the perfusate inlet 38 and down from the mouth 39 out. The estuary 39 is directed so that the test substance horizontally in 4 flows to the left. At the same time the suction pump 74 switched on, so that excess test substance through the opening 41 and the perfusate outlet 40 can be sucked off. Also the opening 41 is horizontal, but to the opening 39 opposed. This causes a short circuit between the openings 39 and 41 is largely avoided.

Insgesamt wird auf diese Weise erreicht, daß die Testsubstanz die Oozyte 16 mit einem vorwählbaren Niveau überdeckt, das durch den vertikalen Abstand der Öffnungen 39 und 41 zueinander bestimmt ist.Overall, it is achieved in this way that the test substance, the oocyte 16 covered with a selectable level by the vertical distance of the openings 39 and 41 is determined to each other.

Durch das Aufbringen der Testsubstanz verändert sich die Oozyte 16, indem Ionenkanäle geöffnet werden.The application of the test substance changes the oocyte 16 by opening ion channels.

Aufgrund dessen treten Stromänderungen im nA- bis μA-Bereich auf, die über den Meßverstärker 56 gemessen und anschließend aufgezeichnet werden.Due to this, current changes occur in the nA to μA range, via the measuring amplifier 56 measured and then recorded.

In 6 erkennt man ein zugehöriges Meßprotokoll 80. Das Meßprotokoll 80 ist in Zeilen 82 und Spalten 84 unterteilt, die der Verteilung der Wells 12 in der Well-Platte 10 entsprechen. Im dargestellten Beispiel umfaßt das Meßprotokoll 80 bei einer 96 Well-Platte Zeilen 82 mit zwölf Positionen 1 bis 12 sowie Spalten 84 mit acht Positionen A bis H.In 6 If one recognizes an associated measurement protocol 80 , The measurement protocol 80 is in lines 82 and columns 84 divided, the distribution of the wells 12 in the well plate 10 correspond. In the example shown, the measurement protocol comprises 80 at a 96 well plate lines 82 with twelve positions 1 to 12 as well as columns 84 with eight positions A to H.

In 6 ist ein erstes Feld mit den Koordinaten C2 mit 86, ein zweites Feld mit den Koordinaten A3 mit 88 und ein drittes Feld mit den Koordinaten E1 mit 90 bezeichnet.In 6 is a first field with the coordinates C2 with 86, a second field with the coordinates A3 with 88 and a third field with the coordinates E1 with 90 designated.

Im ersten Feld 86 erkennt man einen Stromverlauf vor und während der Applikationszugabe, der bei einer erfolgreichen Messung der Oozyte 16 entspricht, die sich im Well 12 an der Koordinatenposition C2 befindet.In the first field 86 one recognizes a current course before and during the application addition, which in a successful measurement of the oocyte 16 corresponds to that in the well 12 located at the coordinate position C2.

Das zweite Feld 88 hingegen kennzeichnet eine erfolglose Messung, die dort symbolisch mit einem Kreis angedeutet ist.The second field 88 on the other hand, an unsuccessful measurement is indicated symbolically by a circle.

Das Meßprotokoll 80 zeigt den Zustand, bei dem gerade die Wells 12 bis hin zum Well an der Koordinatenposition D4 erfaßt worden sind. Alle darauffolgenden Wells 12 sind noch nicht vermessen, wie z.B. im dritten Feld 90 mit einem kreisförmigen Flecken angedeutet ist.The measurement protocol 80 shows the state where just the wells 12 have been detected to the well at the coordinate position D4. All subsequent wells 12 are not yet measured, such as in the third field 90 indicated by a circular patch.

Der Benutzer der Vorrichtung kann daher durch Betrachten des Meßprotokolls 80 unmittelbar erkennen, in welchen Wells erfolgreiche Messungen durchgeführt werden konnten, in welchen Wells die Messungen erfolglos waren und welche Wells noch nicht untersucht worden sind.The user of the device can therefore by viewing the measurement protocol 80 immediately recognize in which wells successful measurements could be made, in which wells the measurements were unsuccessful and which wells have not yet been examined.

Wenn für ein bestimmtes Well 12 die Messung abgeschlossen ist, wird der Meßkopf 20 in z-Richtung wieder angehoben, und es kann nun durch Umschalten des Eingangs der Förderpumpe 70 auf ein anderes Vorratsgefäß, in dem sich eine Spülflüssigkeit befin det, diese Spülflüssigkeit dem Well 12 zugeführt werden. Die Spülflüssigkeit wird nun im Durchlaufverfahren durch den Perfusateinlaß 38 zugeführt und etwas oberhalb mit dem Perfusatauslaß 40 wieder abgesaugt, bis schlußendlich die Oozyte 16 vollkommen gespült ist und alle Spuren der zuvor eingebrachten Meßsubstanz beseitigt sind.If for a particular well 12 the measurement is completed, the measuring head 20 raised in the z direction again, and it can now by switching the input of the feed pump 70 to another storage vessel in which a rinsing liquid is det, this rinsing liquid the well 12 be supplied. The rinsing liquid is now in a continuous process through the Perfusateinlaß 38 fed in and slightly above with the perfusate outlet 40 sucked off again, until finally the oocyte 16 is completely rinsed and all traces of previously introduced measuring substance are eliminated.

Es kann sich dann eine weitere Messung anschließen, in der eine andere Meßsubstanz in der bereits beschriebenen Weise zugeführt wird. Die andere Meßsubstanz kann dabei die gleiche Meßsubstanz wie zuvor, jedoch in anderer Konzentration sein, es können jedoch auch völlig andere Meßsubstanzen zugeführt werden.It can then join another measurement in which another substance to be measured is supplied in the manner already described. The other measuring substance can be the same measuring substance as before, but in a different concentration, but it can also completely other measuring substances supplied become.

Es versteht sich ferner, daß die vorstehend erläuterten Meß- und Spülschritte auch alle in derselben Vertikalstellung z des Meßkopfes 20 vorgenommen werden können, je nachdem, wie dies die Umstände des Einzelfalls zweckmäßig erscheinen lassen.It is further understood that the above-described measuring and rinsing steps all in the same vertical position z of the measuring head 20 depending on the circumstances of the case.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung können jedoch auch noch andere Funktionen außerhalb der eigentlichen Messungen durchgeführt werden:
Die in den Wells 12 befindlichen Oozyten 16 werden nämlich über längere Zeiträume nicht vermessen und daher nicht mit Testflüssigkeiten versehen, so daß die Oozyten 16 während dieser längeren Pausen Gefahr laufen, auszutrocknen. Diese Gefahr besteht beispielsweise während der typischerweise zweitägigen Inkubationszeit nach dem anfänglichen Injizieren mit cDNR/mRNA. Weitere längere Pausen können zwischen aufeinanderfolgenden Messungen entstehen, wenn nur ein Meßkopf 20 eingesetzt wird und nachein ander die 96, 384 oder gar 1.536 Wells 12 genormter Well-Platten 10 vermessen werden.However, other functions can also be carried out outside the actual measurements with the device according to the invention:
The in the wells 12 located oocytes 16 Namely, are not measured over long periods and therefore not provided with test fluids, so that the oocytes 16 Danger of drying out during these longer breaks. This danger exists, for example, during the typically two-day incubation period after initial injection with cDNR / mRNA. Further longer pauses may occur between successive measurements, if only one measuring head 20 is used and nachein other 96, 384 or even 1536 wells 12 standardized well plates 10 be measured.

Um während dieser längeren Pausen vor den eigentlichen Messungen oder zwischen zwei Messungen ein Austrocknen der Oozyten 16 zu verhindern, kann der Meßkopf 20 in der bereits erwähnten Weise mittels des Aktuators 18 über die in Frage kommenden Wells 12 gefahren werden, damit dann über das Perfusionssystem 38/40 eine Flüssigkeit auf die Oozyten 16 gebracht werden kann, die deren Austrocknen sicher verhindert.During these longer breaks before the actual measurements or between two measurements a drying out of the oocytes 16 To prevent, the measuring head 20 in the already mentioned th way by means of the actuator 18 about the eligible wells 12 be driven, then about the perfusion system 38 / 40 a liquid on the oocytes 16 can be brought, which prevents their drying out safely.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Meßkopf 20 herstellerseitig gefertigt. Dies bedeutet, daß alle Einzelkomponenten herstellerseitig auf dem Meßkopf 20 montiert und unter mikroskopischer Kontrolle ausgerichtet werden. Der so gefertigte Meßkopf 20 wird dann dem Benutzer übergeben. Dieser kann den Meßkopf 20 mit wenigen Handgriffen am Aktuator 18 befestigen bzw. bei Bedarf austauschen. Der Meßkopf 20 kann sofort, nach Befüllen der Ableitelektroden 30, 34 mit entsprechend leitfähigen Lösungen, auf der z-Achse montiert werden. Nach Anschließen der elektrischen Verbindungen und des Perfusionssystems kann sofort mit dem Meßvorgang begonnen werden. Diese "plug-and-play"-Eigenschaft des Meßkopfes 20 stellt eine wesentliche Erleichterung für den Anwender dar. Im Gegensatz zu herkömmlichen Vorrichtungen braucht der Anwender nämlich die Elektroden nicht selbst herzustellen, diese auszurichten, einzelne Elektroden zu chlorieren und die Referenzelektroden anzupassen. Schließlich entfällt auch die Anbringung und Positionierung der Perfusatleitungen.In the apparatus according to the invention, the measuring head 20 manufactured by the manufacturer. This means that all individual components manufacturer on the measuring head 20 mounted and aligned under microscopic control. The measuring head manufactured in this way 20 is then handed over to the user. This can be the measuring head 20 in a few steps on the actuator 18 fasten or replace if necessary. The measuring head 20 can immediately, after filling the discharge electrodes 30 . 34 with corresponding conductive solutions to be mounted on the z-axis. After connecting the electrical connections and the perfusion system, the measuring process can be started immediately. This "plug-and-play" feature of the probe 20 This represents a considerable relief for the user. In contrast to conventional devices, the user does not need to manufacture the electrodes themselves, to align them, to chlorinate individual electrodes and to adapt the reference electrodes. Finally, the attachment and positioning of the perfusion lines is eliminated.

Es versteht sich, daß bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung der Meßkopf 20 mit beliebigen Kombinationen von Elektroden und Perfusatleitungen versehen werden kann. Besonders bevorzugt ist im vorliegenden Fall jedoch die Anordnung mit insgesamt sechs Elementen, wie sie in 5 im einzelnen dargestellt sind.It is understood that in the inventive device, the measuring head 20 can be provided with any combination of electrodes and perfusate leads. Particularly preferred in the present case, however, the arrangement with a total of six elements, as shown in 5 are shown in detail.

Der Meßkopf 20 wird zwar bevorzugt in automatischen Aktuatoren oder Robotersystemen eingesetzt, kann aber auch in herkömmlichen manuellen Systemen, insbesondere sogenannten Mikromanipulatoren eingesetzt werden.The measuring head 20 Although it is preferably used in automatic actuators or robot systems, it can also be used in conventional manual systems, in particular so-called micromanipulators.

Claims

Device for performing electrophysiological measurements on cells ( 16 ), with at least one electrode ( 30 - 36 ), with a first perfusate line serving as a perfusate inlet ( 38 ) with a first mouth ( 39 ) for delivering perfusate to the cells ( 16 ), and with a second perfusate line serving as the perfusate outlet ( 40 ) with a second mouth ( 41 ) for removing perfusate from the cells ( 16 ), wherein the second mouth ( 41 ) above the first mouth ( 39 ), characterized in that the at least one electrode ( 30 - 36 ) for insertion into the cells ( 16 ) and with the perfusate lines ( 38 . 40 ) in a common carrier ( 22 ) of a measuring head ( 20 ), that the perfusate inlet ( 38 ) substantially parallel to the at least one electrode ( 30 - 36 ), and that the first mouth ( 39 ) above a lower end of the at least one electrode ( 30 - 36 ) is arranged.

Device according to claim 1, characterized in that the electrodes ( 30 - 36 ) are inserted in recesses of the carrier.

Device according to claim 1, characterized in that the electrodes ( 30 - 36 ) are shed in the carrier.

Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the electrodes ( 30 . 34 ) consist of drawn glass tubes.

Device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the electrodes ( 30 . 34 ) have an electrical resistance between 5 MΩ and 100 MΩ.

Device according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the electrodes ( 30 . 34 ) have an electrical resistance between 500 kΩ and 5 MΩ.

Device according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the electrodes ( 30 - 36 ) are formed as wire electrodes.

Device according to claim 7, characterized in that the electrodes ( 30 - 36 ) are formed as silver wire electrodes.

Device according to claim 8, characterized in that the electrodes ( 30 - 36 ) are formed as provided with a chloride layer silver wire electrodes.

Device according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that at least one electrode ( 30 - 36 ) a straight section ( 42 . 46 ) having.

Device according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that at least one electrode ( 30 - 36 ) at its front end with a tip ( 44 . 48 ) is provided.

Device according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that two electrodes ( 30 - 36 ) substantially symmetrical to a longitudinal axis ( 24 ) of the carrier ( 22 ) are arranged.

Apparatus according to claim 12, characterized ge indicates that the electrodes ( 30 . 34 ) at its free end a distance (d) between 50 microns and 800 microns, preferably between 200 microns and 500 microns have.

Apparatus according to claim 12 or 13, characterized in that at least one electrode ( 30 - 36 ) a straight section ( 42 . 46 ) and that the straight section ( 42 . 46 ) with a longitudinal axis ( 24 ) of the carrier ( 22 ) includes an acute angle (α).

Device according to claim 14, characterized in that that the acute angle (α) between 3 ° and 10 °, preferably 5 °.

Device according to one or more of claims 1 to 15, characterized in that at least one of the electrodes ( 30 - 36 ) as measuring electrode ( 30 . 34 ) is trained.

Apparatus according to claim 16, characterized in that at least one measuring electrode ( 34 ) to a measuring amplifier ( 56 ) connected.

Apparatus according to claim 17, characterized in that the measuring amplifier ( 56 ) adjustable ( 58 ).

Device according to one or more of claims 16 to 18, characterized in that at least one measuring electrode ( 30 ) to a power source ( 50 ) connected.

Device according to claim 19, characterized in that the power source ( 50 ) adjustable ( 52 ).

Device according to one or more of claims 1 to 20, characterized in that at least one of the electrodes ( 30 - 36 ) as a reference electrode ( 32 . 36 ) is trained.

Device according to Claim 21, characterized in that the reference electrode ( 32 ) to a mass ( 54 ) connected.

Apparatus according to claim 21 or 22, characterized in that two measuring electrodes ( 30 . 34 ) and two reference electrodes ( 32 . 36 ) are provided.

Device according to one or more of claims 16 to 23, characterized in that at least two measuring electrodes ( 30 . 34 ) in a first common plane ( 35 ) are arranged.

Device according to one or more of Claims 21 to 24, characterized in that at least two reference electrodes ( 32 . 36 ) in a second common level ( 37 ) are arranged.

Device according to claims 24 and 25, characterized in that the first and second planes ( 35 . 37 ) parallel to each other.

Device according to one or more of claims 1 to 26, characterized in that the perfusate inlet ( 38 ) substantially on the symmetry axis between the measuring electrodes ( 30 . 34 ) is arranged.

Device according to one or more of claims 1 to 27, characterized in that the perfusate inlet ( 38 ) to a delivery pump ( 70 ) connected.

Apparatus according to claim 28, characterized in that the feed pump ( 70 ) adjustable ( 72 ).

Device according to one or more of claims 1-29, characterized in that the perfusate inlet ( 38 ) is connectable via a controllable valve system to a plurality of storage containers.

Apparatus according to claim 30, characterized in that the storage containers above the perfusate inlet ( 38 ) are arranged.

Device according to claim 30 or 31, characterized that at least a storage container a test fluid contains.

Device according to claim 30 or 31, characterized that at least a storage container a rinsing liquid contains.

Device according to one or more of claims 1 to 33, characterized in that the mouths ( 39 . 41 ) of the perfusate lines are directed opposite.

Device according to one or more of claims 1 to 34, characterized in that the perfusate outlet ( 40 ) to a suction pump ( 74 ) connected.

Apparatus according to claim 35, characterized in that the suction pump ( 74 ) adjustable ( 76 ).

Apparatus according to claim 26, characterized in that in the direction of the first plane ( 35 ) the perfusate inlet ( 38 ) before the first level ( 35 ) and the perfusate outlet ( 40 ) behind the second level ( 37 ) is arranged.

Device according to one or more of claims 1 to 37, characterized in that at least one measuring head ( 20 ) on an actuator ( 18 ) and that the actuator ( 18 ) along a coordinate system ( 14 ) above a receptacle for the cells ( 16 ) is movable.

Device according to Claim 38, characterized in that the actuator ( 18 ) a plurality of measuring heads ( 20 . 20a . 20b ) wearing.

Apparatus according to claim 39, characterized in that the measuring heads ( 20 ) relative to the actuator ( 18 ) at least along the cell ( 16 ) directed axis (z) are individually movable.

Device according to one or more of claims 38 to 40, characterized in that the measuring head ( 20 ) pluggable or screwable on the actuator ( 18 ) is attached.

Device according to one or more of Claims 1 to 41, characterized in that means for injecting cDNA and / or mRNA into the cell ( 16 ) are provided.

Device according to Claim 42, characterized in that the means on the actuator ( 18 ) are arranged.

Device according to one or more of claims 38 to 43, characterized in that the receptacle for the cells ( 16 ) as a standardized multi-well plate ( 10 ) is trained.

Apparatus according to claim 44, characterized in that the individual recordings ( 12 ) in the plate ( 10 ) with a readable coding ( 13 ) and that the actuator ( 18 ) Comprises means for reading the coding.

Apparatus according to claim 45, characterized in that the coding is a bar coding and the means a bar code reading head ( 19 ) are.