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Patent Searching and Data


Title:
MAGNETIC FLOW CYTOMETRY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/052392
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to magnetic flow cytometry. In order to avoid sample contamination and also to avoid contact with infectious cell samples, an apparatus is specified which represents a closed system for the cell measurement. Here, the closed flow system comprises a sample reservoir, a flow channel and a suction device. In particular, the closed system is modular and configured separately from a measurement and evaluation station. A plurality of flow systems of this type can be placed on the measurement station. Infectious cell material is disposable together with the apparatus.

Inventors:
HAYDEN OLIVER (DE)
Application Number:
PCT/EP2011/068088
Publication Date:
April 26, 2012
Filing Date:
October 17, 2011
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
HAYDEN OLIVER (DE)
International Classes:
G01N27/74; B01L3/00; G01N15/10; G01N33/543
Domestic Patent References:
WO2007072472A22007-06-28
WO2008094198A22008-08-07
WO2008007291A22008-01-17
Foreign References:
DE10200549A12003-07-10
US6736978B12004-05-18
US20080160634A12008-07-03
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (DE)
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Claims:
Vorrichtung zur magnetischen Durchflussmessung von magnetisch markierten Zellen, mit einem Probenreservoir (21), einem Kanal (22, 32, 42) und einer Ansaugeinrichtung (41), wobei Probenreservoir (21), Kanal (22, 32, 42) und Ansaugeinrichtung (41) ein geschlossenes System sind, das wenigstens in einer der Richtungen von außen nach innen oder von innen nach außen flüssigkeits- und/oder gasundurchlässig ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei Probenreservoir (21), Kanal (22, 32, 42) und Ansaugeinrichtung (41) jeweils wenigstens ein Verbindungselement aufweisen, worüber Pro¬ benreservoir (21), Kanal (22, 32, 42) und Ansaugeinrichtung (41) zu einem geschlossenen System verbindbar sind, das wenigstens in einer der Richtungen von außen nach innen oder von innen nach außen flüssigkeits- und/oder gasundurchlässig ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 mit einem Magnetsensor (53) .

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Kanal (22, 32, 42) zwischen Probenreservoir (21) und Ansaugeinrichtung (41) in ein Kanalarray (32) verzweigt ist .

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Ansaugeinrichtung (41) einen Kolben (43) und einen Zylinder (44) umfasst.

Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer In ektionsnadel (60) und einem weiteren Kanal (62), wobei durch den Kanal (62) die Injektionsnadel (60) mit dem Probenreservoir (21) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Probenreservoir (21) magnetische Marker enthält.

8. Anordnung mit einer Vorrichtung nach einem der vorstehen- den Ansprüche und mit mindestens einem Magnetsensor (53), insbesondere einem Magnetsensor-Array, sowie einer Elekt¬ ronikeinheit (54) .

9. Anordnung nach Anspruch 8 mit einer magnetischen Einheit (52), die ausgestaltet ist die magnetisch markierten Zellen auszurichten und am Magnetsensor (53) anzureichern.

10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9 mit einem Träger (50) und einer Haltevorrichtung (51), wobei die Haltevorrich- tung (51) ausgestaltet ist, die Vorrichtung (10) auf dem

Träger (50) zu befestigen.

11. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 10 mit einer Betätigungseinrichtung (55, 56, 57) für die Ansaugeinrich- tung (41), wobei die Betätigungseinrichtung insbesondere ein Gewinde (56) und einen Mitnehmer (57) umfasst.

12. Verfahren zur Verwendung einer Vorrichtung oder Anordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die zu de- tektierenden magnetisch markierten Zellen in das Probenreservoir (21) aufgenommen werden und von dort mittels der Ansaugeinrichtung (41) durch den Kanal (22, 32, 42) transportiert werden oder wobei die zu detektierenden Zellen in das Probenreservoir (21) aufgenommen werden und in dem Probenreservoir (21) durch eingebrachte magnetische Marker markiert werden und anschließend von dort mittels der Ansaugeinrichtung (41) durch den Kanal (22, 32, 42) transportiert werden. 13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Durchflussgeschwindigkeit der Zellen im Kanal durch die Betätigungseinrichtung (55, 56, 57) für die Ansaugeinrichtung (41) kontrolliert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei die zu detektierenden Zellen sowie das die Zellen umgebende Blut mittels der In ektionsnadel (60) an einem Untersu¬ chungsobjekt abgenommen und über den weiteren Kanal (62) direkt in das Probenreservoir (21) und somit in das ge¬ schlossene System eingeleitet werden.

Description:
Beschreibung

Magnetische Durchflusszytometrie

Die vorliegende Erfindung betrifft die Durchflusszytometrie .

Im Bereich der Zellmessung und Zelldetektion sind zur Durchflussmessung optische Durchflusszytometer bekannt. Optische Durchflusszytometer weisen einen großen apparativen Aufwand auf und werden schon daher nicht für Massenanwendungen herangezogen. Massenanwendungen der Durchflusszytometrie ergeben sich z.B. bei der Blut- oder Harnanalyse.

Bisher bekannte optische Durchflusszytometer basieren auf der Technologie der Fluoreszenzmessung. Alternativ oder kombiniert zur Fluoreszenzmessung kommen Streulichtmessungen in Frage. Beide Messmethoden setzen zur Abzahlung einzelner Zellen speziell vorbereitete, d.h. aufgereinigte Blutproben vor ¬ aus. Z.B. wird an einer Blutprobe eine Hämolyse der Erythro ¬ zyten und eine spezifische Markierung der Zellen vorgenommen. Die Probenvorbereitung ist also daher sehr zeitaufwendig. Mittels optischer Durchflusszytometrietechnik können also keine einfachen und kostengünstigen und vor allem keine schnellen Konzentrationsbestimmungen von Zellen in einem umgebenden komplexen Medium realisiert werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu Verwendung der Vorrichtung für die

Durchflusszytometrie bereitzustellen, mittels derer eine schnelle Zellanalytik vorgenommen werden kann.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung und Weiterbildung des Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zur magnetischen

Durchflussmessung von magnetisch markierten Zellen. Die Vor- richtung umfasst ein Probenreservoir, einen Kanal und eine Ansaugeinrichtung. Das Probenreservoir, der Kanal und die Ansaugeinrichtung bilden dabei ein geschlossenes System. Geschlossenes System heißt, dass die Gesamtheit von Probenre ¬ servoir, Kanal und Ansaugeinrichtung so verbunden ist, dass sie wenigstens von einer Seite her flüssigkeits- und/oder ga ¬ sundurchlässig ist. Von einer Seite her heißt in einer der Richtungen von innen nach außen undurchlässig oder von außen nach innen undurchlässig.

Eine derart ausgestaltete Vorrichtung zur Durchflussmessung hat den Vorteil, dass zum einen eine Kontamination der Probe vermieden wird, und darüber hinaus ein Infektionsrisiko ver ¬ ringert wird. Durch die Ausführung als geschlossenes System wird das Eindringen von schädlichem Material, beispielsweise Gas oder Staub, vermieden. Das Infektionsrisiko an infektiö ¬ sen Zellproben wird z.B. dadurch verringert, dass das ge ¬ schlossene System auch von innen nach außen flüssigkeitsundurchlässig ausgestaltet ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind das Probenreservoir, der Kanal und die Ansaugeinrichtung jeweils mit wenigstens einem Verbindungselement versehen. Über dieses Verbindungselement sind das Probenreservoir, der Kanal und die Ansaugeinrichtung zu einem geschlossenen System miteinander verbindbar. Geschlossenes System heißt dabei wieder, dass die Gesamtheit von Probenreservoir, Kanal und Ansaugeinrichtung wenigstens einseitig flüssigkeits- und/oder gasundurch ¬ lässig ist.

Eine derartige Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Vor ¬ richtung zur magnetischen Durchflussmessung modular aufgebaut sein kann. D.h. beispielsweise umfasst ein erstes Modul das Probenreservoir und einen Kanal. Ein zweites Modul kann dann beispielsweise einen Kanal oder ein Kanalsystem umfassen. Und ein drittes Modul umfasst insbesondere die Ansaugeinrichtung. Beispielsweise sind die drei Module über die Verbindungsele ¬ mente von Probenreservoir, Kanal und Ansaugeinrichtung ver- bunden. Die modulare Ausgestaltung birgt neben einer kostengünstigen Fertigung weitere Vorteile. Z.B. können einzelne Module schnell ausgewechselt werden, was die Gesamtdauer der Analyse verringert.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung einen Magnetsensor. Insbesondere sind der Sensor und der Kanal so angeordnet, dass die Zellprobe über den Sensor geführt wird. Die magnetische Durchflussmessung hat den Vorteil, dass zum einen kein optischer Messaufbau notwendig ist und die magnetische Messung mit einer einfachen Auswerteelektronik erfolgen kann. Darüber hinaus fällt die zeitlich aufwendige Zellaufreinigung weg. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der

Kanal zwischen dem Probenreservoir und der Ansaugeinrichtung in ein Kanalarray verzweigt. Insbesondere sind Probenreser ¬ voir und Ansaugeinrichtung über diesen Kanal miteinander verbunden. Zweckdienlicherweise führt der Kanal über den Magnet- sensor, bzw. so an den Magnetsensor vorbei, dass die magnetisch markierte Probe von dem Magnetsensor erfasst werden kann. Insbesondere ist ein Kanalarray so angeordnet, dass viele Kanäle über eine gleiche Anzahl von Magnetsensoren geführt werden. Durch ein derartiges Kanalarray, insbesondere in Kombination mit einem Sensorarray, kann der Probendurchsatz enorm gesteigert werden. Das Kanalarray, das z.B. über mehrere magnetoresistive Sensoren führt, ist insbesondere als Mikrofluidik ausgestaltet.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Ansaugeinrichtung einen Kolben und einen Zylinder. Beispielsweise ist die Ansaugeinrichtung eine Spritze, wie sie zur Blutentnahme verwendet wird. Eine Spritze, insbesondere in Form einer Einwegkomponente, kann ein Modul der Vorrichtung darstellen. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine In ektionsnadel und einen weiteren Ka ¬ nal. Dabei ist die In ektionsnadel durch den weiteren Kanal mit dem Probenreservoir verbunden. Insbesondere ist also die Vorrichtung dazu geeignet, den zu detektierenden Zellanalyt mittels der Injektionsnadel direkt von einem Untersuchungsob ¬ jekt abzunehmen und ohne Luftkontakt in das Probenreservoir und somit in das geschlossene Analysesystem einzuleiten. Die Injektionsnadel kann insbesondere aus einem Metallwerkstoff, z.B. Chirurgenstrahl sein oder alternativ eine Plastikkomponente sein, die ein Septum durchdringen kann.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Probenreservoir magnetische Marker. D.h. die magnetischen Marker sind Teil der Vorrichtung. Insbesondere sind die mag ¬ netischen Marker eine Suspension von Antikörpern mit superpa- ramagnetischen Partikeln. Die Antikörper sind dazu geeignet an speziellen Zellen anzubinden. Somit besteht der Vorteil, dass die magnetischen Marker nicht in einem extra Schritt in das Probenreservoir eingespeist werden müssen und somit die Inkubation sofort nach Einlass der Zellprobe in das Reservoir beginnt .

Insbesondere kann das Probenreservoir oder die Vorrichtung mit den vorgehaltenen magnetischen Markern gekennzeichnet sein, beispielsweise mit einem Barcode. Die Kennzeichnung be ¬ inhaltet insbesondere elektronisch auslesbare Informationen über die Art der magnetischen Marker und z.B. deren Ablaufdatum. Das macht die Vorrichtung verwechslungssicher für Diagnostikanwendungen .

Zweckdienlicherweise ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit mindestens einem Magnetsensor, insbesondere einem Magnetsen- sorarray, sowie einer Elektronikeinheit angeordnet. Die ge ¬ trennte Ausführung von Magnetsensor und Vorrichtung zur

Durchflussmessung hat den Vorteil, dass die Vorrichtung in Kontakt mit der Probe kommt, jedoch nicht der Sensor oder die Elektronikeinheit. Insbesondere bei einer Ausführung der Vor- richtung zur Durchflussmessung mit Einwegmodulen birgt diese getrennte Ausgestaltung den Vorteil, dass auf eine Magnetsen ¬ soreinheit mit einer Elektronikeinheit verschiedene Durch ¬ flussvorrichtungen aufgesetzt werden können. Dies birgt den Vorteil, dass sehr schnell eine hohe Anzahl an Messungen wie ¬ derholt werden kann. Darüber hinaus bietet diese Anordnung einen Kostenvorteil gegenüber Messvorrichtungen, die von dem Analyten gereinigt werden müssen. Die auf die Messeinheit aufgesetzten Module können gemäß der Erfindung als Einwegmodule ausgeführt sein, die nach der Messung vollständig mit dem Probeninhalt entsorgt werden können. Darüber wird erneut der Vorteil generiert, dass kein Nutzer in Kontakt mit infek ¬ tiösem Probenmaterial kommt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Anordnung von der Vorrichtung zur Durchflussmessung mit dem Magnetsensor und der Elektronikeinheit des Wei ¬ teren eine magnetische Einheit. Diese ist insbesondere ein Permanentmagnet. Die magnetische Einheit ist ausgestaltet, die magnetisch markierten Zellen auszurichten und am Magnetsensor anzureichern. Dies hat den Vorteil, dass die magne ¬ tisch markierten Zellen ausreichend nah am Magnetsensor vorbeigeführt werden und so zuverlässig detektiert werden kön ¬ nen .

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Anordnung von einer Vorrichtung zur Durchflussmessung mit einem Magnetsensor, einer Elektronikeinheit und beispielsweise einer magnetischen Einheit zur Anreicherung, des Weiteren einen Träger mit einer Haltevorrichtung. Dabei ist die Haltevorrichtung so ausgestaltet, dass die Vorrich ¬ tung zur Durchflussmessung auf dem Träger befestigt werden kann. Magnetsensor, Elektronikeinheit und z.B. ein Permanent ¬ magnet sind insbesondere fest mit dem Träger verbunden. Da ¬ durch wird die Vorrichtung zur Durchflussmessung immer wieder in die gleiche Position relativ zum Sensor oder zum Sensorar- ray gebracht. Somit sind trotz der modularen Ausgestaltung die Messungen zuverlässig und vergleichbar. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Anordnung eine Betätigungseinrichtung. Die Betätigungseinrichtung hat den Zweck die Ansaugeinrichtung zu be tätigen. Beispielsweise umfasst die Betätigungseinrichtung ein Gewinde und einen Mitnehmer. Insbesondere ist eine Auto ¬ matik umfasst, über die die Betätigungseinrichtung gesteuert wird. Eine derartige Betätigungseinrichtung mit Gewinde, ins besondere mit einer Automatik, hat den Vorteil, dass der An ¬ saugvorgang kontinuierlich erfolgen kann. Besonders von Vorteil ist die Betätigungseinrichtung für einen konstanten Durchflussstrom.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Verwendung einer Vorrichtung zur magnetischen Durchflussmessung umfasst zunächst die Aufnahme der zu detektierenden magnetisch markierten Zellen zusammen mit dem die Zellen umgebenden komplexen Medium in das Probenreservoir. Von dort werden die Zellen mittels der Ansaugeinrichtung durch den Kanal transportiert. Alternativ werden die zu detektierenden Zellen sowie das die Zellen umgebende komplexe Medium in das Probenreservoir aufgenommen und in dem Probenreservoir durch vorher dort eingebrachte magnetische Marker markiert. Anschließend an die Markierung werden die magnetisch markierten Zellen von dem Probenreservoir mittels der Ansaugeinrichtung durch den Kanal transportiert .

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird in dem Verfahren zur magnetischen Durchflusszytometrie die Durchflussgeschwindigkeit der Zellen im Kanal durch die Betä tigungseinrichtung für die Ansaugeinrichtung kontrolliert. Insbesondere erfolgt die Kontrolle der Durchflussgeschwindig keit durch die Automatik oder eine elektronische Steuereinrichtung der Betätigungseinrichtung. Eine derartige Kontroll der Durchflussgeschwindigkeit hat den Vorteil zum einen eine gleichmäßige Geschwindigkeit zu gewährleisten und auch die Geschwindigkeit an das zu untersuchende Medium anzupassen. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Verfahren einen initialen Schritt zur Einleitung der Zellprobe in das Probenreservoir. Dabei werden die zu de- tektierenden Zellen mittels der In ektionsnadel an einem Un- ersuchungsob ekt abgenommen und über einen Kanal in das Pro- benreservoir transportiert. Dies hat den Vorteil, dass der Zellanalyt ohne Luftkontakt oder Kontakt mit irgendeiner kon- taminierenden Substanz in das geschlossene Messsystem einge- leitet werden kann.

Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Verwendung einer solchen Vorrichtung kann insbesondere eine Zellkonzentrationsbestimmung von einem bekannten Zellanalyten vorgenommen werden. D.h. ein einfacher Messparameter, eine Zählung ist ausreichend, wenn der Zellanalyt bekannt ist und dementsprechend mit den magnetischen Markern spezifisch markiert wird. Dann wird mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Bestimmung der Zellkonzentration vorgenommen. Dabei können die magnetischen Marker beispielsweise aus superparamagnetischen Partikeln und Antikörpern bestehen. Eine derartige magnetische Markierung von Zel ¬ len kann direkt im Blut oder im Harn vorgenommen werden. Interessante Zellanalyte sind z.B. CD4+ Zellen. Die magnetische Markierung als Vorbereitung der Zellprobe ist zeitlich sehr viel weniger aufwendig als beispielsweise eine Hämolyse, wie sie in der Probenvorbereitung für optische Detektionsmethoden notwendig ist. Auch derartige Messungen von nur einem Parame ¬ ter aus einem komplexen Analytmedium wie beispielsweise Blut, sind von Bedeutung für Therapie und Diagnostik. Weitere Bei ¬ spiele sind die Leukozytenzählung, Stammzellkonzentrations- messung und beispielsweise Pathogendetektion . Insbesondere können auch multiresistente Keime mit der Methode erfasst werden. Hierfür ist die geschlossene Ausführung der Durchflussvorrichtung von besonderem Vorteil.

Insbesondere der Wegfall einer aufwendigen Probenvorbereitung ermöglicht einen zeitnahen Messschritt nach der Entnahme der Zellprobe von einem Untersuchungsob ekt. Typische Analysezei- ten liegen dabei unter einer Stunde, von der Abnahme der Zellprobe bis zur Auswertung der Zellmessung. Bei Zellmessungen in einem komplexen Medium wie beispielsweise Blut, kann des Weiteren ein Stabilisierungsschritt umfasst sein. Insbe ¬ sondere geht die Stabilisierung des Blutes nach der Entnahme vom Untersuchungsob ekt mit der immunomagnetischen Markierung einher. Beispielsweise kann neben den magnetischen Markern ein Material zur in-Vitro-Gerinnungshemmung in dem Probenreservoir vorgehalten werden.

Alternativ zum direkten Zugang zum Probenreservoir über eine Kanüle kann das Probenreservoir separat befüllt werden und im bereits befüllten Zustand mit den weiteren Modulen der Durchflussvorrichtung verbunden werden. Insbesondere können Verbindungselemente am Probenreservoir und am Kanal vorgesehen sein, die erlauben, dass der Analyt vom Probenreservoir in den Kanal austreten kann ohne in Verbindung mit der Umgebung zu kommen. Beispielsweise ist die Entnahme des Analyten aus dem Probenreservoir durch ein Septum denkbar, das mit einer Kanüle durchstochen werden kann. Die Kanüle wiederum kann den Verbindungskanal zu dem Kanal, der an dem Sensor vorbeiführt, darstellen .

Die Ausgestaltung der Ansaugvorrichtung ist insbesondere so ausgestaltet, dass ein laminarer Fluss der Zellen über den Sensor erzeugbar ist. Das Ansaugen kann manuell oder durch eine Automatik oder Steuerung erfolgen.

Alternativ zum Vorhalten der magnetischen Markierung, z.B. in Form immunomagnetischer Marker bestehend aus superparamagne- tischen Nanopartikeln und Antikörpern, kann die magnetische Markierung in das Probenreservoir injiziert werden. Insbesondere kann die Injektion der immunomagnetischen Marker zusammen mit Stabilisatoren für das die Zellanalyten umgebende Medium, z.B. Blut erfolgen.

Neben der Stabilisierung von z.B. Blut als eine die Zellen umgebende Flüssigkeit, kann auch die Viskosität durch einen Puffer eingestellt werden. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind alle Komponenten, die in Kontakt mit der Probe kommen, nach der Einmalverwendung entsorgbar .

Erfindungsgemäß wird die Flussrate durch die Ansaugvorrich ¬ tung kontrolliert. Das Probenvolumen liegt typischerweise zwischen 0,1 ml und 10 ml. Die Erfassung markierter Zellen in einem Probenvolumen liegt dabei typischerweise bei ca.

lxlO 5 Zellen/ml bis lOxlO 5 Zellen/ml (Zellen pro Probenvolumen) . Insbesondere werden die Zellen im laminaren Fluss er- fasst. Einer Einzelzellerfassung ist ein vertikales magneti ¬ sches Gradientenfeld zuträglich, das die Zellen an dem Sensor anreichert .

Aus führungs formen der vorliegenden Erfindung werden in exemplarischer Weise mit Bezug auf die Figuren 1 bis 3 der ange ¬ hängten Zeichnung beschrieben: Figur 1 zeigt ein geschlossenes Multimodulsystem.

Figur 2 zeigt das geschlossene Multimodulsystem auf einem

Träger mit Auswerteelektronik.

Figur 3 zeigt ein geschlossenes Durchflusssystem, das auf einem Träger integriert ausgestaltet ist.

Das geschlossene System 10 zur Durchflussmessung von Zellen weist zunächst ein Probenreservoir 21 auf, in das eine Zell ¬ probe, beispielsweise stabilisiertes Blut mit magnetisch mar ¬ kierten Zellen eingebracht werden kann. Von dem Probenreser- voir 21 führt ein erster Kanal 22 weg. Probenreservoir 21 und erster Kanal 22 stellen ein erstes Modul 20 dar, das getrennt herstellbar und von den anderen Modulen 30, 40 unabhängig austauschbar ist. Ein zweites Modul 30 umfasst wiederum mindestens einen Kanal 32. Von Vorteil ist eine Aufzweigung des Kanals 32 in ein Kanalarray von mehreren Durchflusskanälen 32. Die Figur 1 zeigt dieses Kanalarray mit fünf Kanälen 32 in einer Draufsicht 30a. Die Kanäle 32 verlaufen parallel zu ¬ einander über ein Sensorarray hinweg. Nach Überstreichen der Sensoren 53 werden die Kanäle 32 wieder zu einem einzelnen Kanal 42 zusammengeführt. Dieser Kanal 42 mündet in einen Spritzenzylinder 44. Das Volumen des Spritzenzylinders 44 ist durch Herausziehen eines Kolbens 43 vergrößerbar, wodurch die Blutprobe durch das Kanalsystem gesogen wird. Spritzenzylinder 44 sowie der Kolben 43 sind insbesondere Teil einer

Spritze 41, die das dritte Modul 40 darstellt. Die Spritze 41 kann insbesondere eine herkömmliche Wegwerfspritze sein. Ein typisches Spritzenvolumen liegt zwischen 0,1 ml und 10 ml. Durch die fünf parallelen Kanäle 32 kann der Probendurchsatz durch das Durchflusszytometer erhöht werden. Bei Blut als zellumgebendes Medium ist eine Stabilisierung, d.h. die Verhinderung der Blutgerinnung notwendig. Die Stabilisierung kann zeitlich parallel zur oder vor der magnetischen Markie- rung der Zellen erfolgen.

Figur 2 zeigt ein geschlossenes System 10 wie in Figur 1, das auf einen Träger 50 aufgebracht ist. Klammern 51 halten das Multimodulsystem 10 auf dem Träger 50. Der Träger 50 umfasst des Weiteren einen Permanentmagneten 52. Durch den Permanentmagneten 52 erfolgt eine Zellanreicherung und die Leitung der Zellen über die Sensoren 53. Das Magnetfeld ist so ausgerichtet, dass der Sensor 53 davon nicht beeinflusst wird. Zusätz ¬ lich ist zumindest ein Sensor 53 bzw. ein Sensorarray auf dem Träger 50 angeordnet. Insbesondere werden magnetoresistive

Widerstände als Sensoren 53 eingesetzt. Diese sind beispiels ¬ weise auf einem Chip integriert. Insbesondere sind die Mag ¬ netsensoren 53 GMR-Sensoren . Zusätzlich ist eine Auswerteelektronik 54 umfasst, die Auswerteelektronik 54 ist mit dem Sensorchip 53 verbunden. Die Auswerteelektronik 54 kann beispielsweise auf Basis eines FPGA (field programmable gate ar- ray) oder eines ASIC (anwendungsspezifische integrierte Schal ¬ tung) erfolgen. Die Anordnung wie in Figur 2 gezeigt, umfasst des Weiteren einen Ansaugmechanismus bzw. eine Automatik für einen Ansaug ¬ mechanismus 55. Mit der Automatik 55 kann ein Gewinde 56 mit einem Mitnehmer 57 so bewegt werden, dass es die Ansaugvor- richtung 41 betätigt. Dazu umfasst der Mitnehmer 57 den Kolben 43 der Spritze 41. Der Mitnehmer 57 wird durch Drehen bzw. Rotieren des Gewindes 56 horizontal zum Träger 50 bewegt, in die Richtung, in die der Kolben 43 aus der Spritze 41 gezogen werden kann. Insbesondere wird das Multimodulsys- tem 10 über zwei Klammern 51 an dem Träger 50 befestigt. Die Klammern 51 umfassen dazu zumindest die Spritze 41 und das Probenreservoir 21. Die Signalverbindung von dem Sensor 53 zur Auswerteelektronik 54 ist durch einen Pfeil gekennzeich- net. Das Kanal- bzw. Sensorarray ist in Seitenansicht 30b ge ¬ zeigt.

Das zweite Modul 30 ist also das zentrale Modul des magneti ¬ schen Durchflusszytometer . Es enthält insbesondere mehrere Kanäle 32 für einen parallelen Durchfluss für höheren Durchsatz. Die Kanäle 32 sind insbesondere ein Mikrofluidiksystem.

Optional kann auf dem Träger 50 oder in einem der Module 20, 30, 40 eine Temperaturkontrolle vorgesehen sein. Beispiels- weise ist auch ein weiterer Magnet für eine Helmholtz-Konfi- guration vorhanden.

Figur 3 zeigt einen Querschnitt Q sowie eine Draufsicht D auf ein geschlossenes System in integrierter Ausführung. Inte- griert im Gegensatz zum modularen Aufbau 10 bedeutet, dass

Probenreservoir 21, Kanal 32 und Kanalsystem sowie Ansaugvorrichtung 41 auf beispielsweise einer Platine oder allgemein einem Träger 50 fest verbunden sind und eine bauliche Einheit bilden. Zur Miniaturisierung muss der Kanal 32 nicht linear aufgebaut sein. Figur 3 zeigt in der Draufsicht D wieder eine Kanalabfolge mit mehreren Windungen. Ein erster Kanal 62 führt in das Probenreservoir 21. Aus dem Probenreservoir 21 heraus führt ein weiterer Kanal 22. Dieser zweigt in ein Ka ¬ nalsystem von fünf parallel verlaufenden Kanälen 32 auf. Die- se führen den Zellanalyten über ein Array von magnetoresisti- ven Sensoren 53. Die Mikrofluidikkanäle 32 werden nach den Sensoren 53 wieder in einen gemeinsamen Kanal 42 münden. Dieser führt bis zur Ansaugvorrichtung 41, die durch eine Sprit- ze 41 realisiert ist. Der Zellanalyt wird in den Spritzenzy ¬ linder 44 hineingesogen. Der Kolben 43 der Spritze 41 ist beweglich und erzeugt durch Herausziehen aus dem Spritzenzylinder 44 einen Unterdruck, der das Ansaugen bewirkt. Der erste Kanal 62 ist mit einer In ektionsnadel 60 versehen. Diese kann die Probenflüssigkeit z.B. direkt von einem Untersu ¬ chungsobjekt abnehmen. Alternativ kann eine präparierte Probe aus einem Probengefäß durch ein Septum gesogen werden. Zusammenfassend wird der Ablauf des Messverfahrens, mit einer Vorrichtung wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt, beschrieben:

Von der Aufnahme der Blutprobe ab wird binnen 30 Minuten eine Markierung der Zellen vorgenommen. Diese kann direkt in dem Probenreservoir 21 oder vorab erfolgen. Der Analyt kann separat in das Probenreservoir 21 eingefüllt werden oder direkt über eine Injektionsnadel 60 in das Probenreservoir 21 ge ¬ saugt werden, z.B. mittels der Ansaugvorrichtung 41 für die Durchflussmessung. Die nun markierte Probe wird über den Sen- sor 53 geführt. Dazu dient die Ansaugvorrichtung 41. Eine ge ¬ zielte Durchflussgeschwindigkeit wird beispielsweise durch eine automatische Betätigungseinrichtung 55 der Ansaugvorrichtung 41 erzielt. Ein externes magnetisches Feld bewirkt die Anreicherung und gezielte Führung der markierten Zellen. Der Probendurchsatz beträgt ca. 10 ml in 10 Minuten. 10 Minuten ist die angestrebte Höchstdauer für die Probenmessung. Zur Erhöhung des Durchsatzes kann ein Array dienen, d.h. eine parallele Messung wenn der Analyt durch mehrere parallele Ka ¬ näle 32 geführt wird. Schließlich kann infektiöses Probenma- terial durch das geschlossene System 10 sicher analysiert, und ohne Kontakt zum Nutzer entsorgt werden. Dazu wird insbe ¬ sondere eine modulare Ausgestaltung des geschlossenen Systems 10 genutzt. Es wird sozusagen eine Einwegsensorik geschaffen, die zur Messung auf einen Träger 50 aufgesetzt wird.