Verfahrens

B e s c h r e i b u n g

Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Hand¬ habung mikroskopisch kleiner, dielektrischer Teilchen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Zur Untersuchung mikroskopisch kleiner Teilchen wie biolo¬ gische Zellen, künstliche Partikel, oder große Moleküle wie Proteine oder Eiweiße sollen diese Teilchen separiert, an den Ort der Untersuchung bewegt, fokussiert und dort gehalten werden. Die Bewegung der Teilchen soll einzeln oder in Gruppen in vorgebbare unterschiedliche Richtungen erfolgen.

Für die dreidimensionale Mikroskopie und für spektroskopi¬ sche Verfahren sollen die Teilchen berührungslos in defi¬ nierten Positionen gehalten werden, bei gleichzeitiger Manipulierbarkeit, beispielsweise Drehung um definierte Winkel und Achsen.

Die Fokussierung soll je nach Anwendungsfall punktförmig, linienförmig oder flächenhaft erfolgen können.

Stand der Technik

Ein bekanntes Verfahren zur Handhabung kleiner dielek¬ trischer Teilchen ist die Dielektrophorese. Hierbei werden die Teilchen einem inhomogenen, elektrischen Feld ausge¬ setzt, das die Teilchen unsymmetrisch polarisiert. Die Teilchen werden in Richtung der höheren bzw. niedrigeren Feldstärke bewegt und sammeln sich an der entsprechenden Elektrode. Mit alternierenden elektrischen Feldern können Gemenge aus unterschiedlichen Teilchensorten getrennt werden.

Beschränkungen der Einsatzfähigkeit dieses bekannten Ver¬ fahrens ergeben sich daraus, daß die Teilchen unabhängig von der Feldrichtung immer zum Ort der hohen bzw. niedri¬ gen Feldstärke hin bewegt werden. Bei vorgegebener Geome¬ trie ist damit eine Teilchenbewegung nur in einer Richtung möglich. Eine Anreicherung von Teilchen erfolgt an der Elektrode, so daß die Teilchen nicht in freiem Raum gehal¬ ten werden können.

Das elektrische Feld weist bei dem bekannten Verfahren in der Regel gekrümmte Feldlinien auf. Da die Teilchen ent¬ lang der Feldlinien bewegt werden, ist ein geradliniger Transport über längere Strecken, beispielsweise in Kanälen von MikroStrukturen, nicht möglich.

Bei einem Verfahren anderer Gattung, nämlich einem Verfah¬ ren zur Unterscheidung von in einem Medium befindlichen Partikeln ist.es aus der DE 33 25 843 C2 bereits bekannt, die Teilchen in einer Flüssigkeit zu suspendieren und einem sich ändernden elektrischen Feld auszusetzen. Die Anwendung dieses Verfahrens für die Handhabung mikrosko¬ pisch kleiner, dielektrischer Teilchen ist jedoch bislang nicht in Betracht gezogen worden.

Beschreibung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Handhabung mikroskopisch kleiner, dielektrischer Teil¬ chen anzugeben, mit welchen die Teilchen besonders flexi¬ bel gehandhabt werden können. Weiter ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfah¬ rens bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 ge¬ löst. Weiter wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 5 gelöst.

Ein hochfrequentes Wanderfeld übt auf die in einer Flüs¬ sigkeit gerin _. er Leitfähigkeit suspendierten Teilchen Abstoßungs- oder Anziehungskräfte aus, die dadurch bedingt sind, daß die durch das elektrische Feld in den Teilchen induzierten Grenzflächenladungen hinter dem wandernden Feldvektor zurückbleiben.

Dadurch wird eine gleichförmige Teilchenbewegung ermög¬ licht, die stark asynchron zum elektrischen Feld verläuft, wobei die Bewegungsrichtung und die Geschwindigkeit der Teilchen von deren dielektrischen Eigenschaften und der Feldbewegung abhängen.

Die Bewegung der Teilchen kann durch wandernde Felder mit gleichförmigen, wechselnden oder mehreren Wanderfrequenzen sehr flexibel gestaltet werden. Die Teilchen können berüh¬ rungslos in einem elektrodenfreien Raum gehalten werden.

Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Nach Anspruch 2 werden die dem Wanderfeld folgenden Teil¬ chen zusätzlich elektrisch, über Feldinhomogenitäten ge¬ führt. Dies wird dadurch erreicht, daß dem Wanderfeld statische oder alternierende inhomogene Felder überlagert werden. Dadurch läßt sich der Transportkanal für die Teil¬ chen auf einen schmalen Bereich begrenzen. Dieses Verfah¬ ren ist besonders vorteilhaft, wenn der Teilchentransport durch MikroStrukturen erfolgen soll.

Eine Einengung des Transportkanales läßt sich gemäß An¬ spruch 3 auch durch mechanische Begrenzungen wie Gräben oder Wälle erreichen, mit denen Vorzugslaufbahnen für die Teilchen geschaffen werden.

Typische Werte für die Wanderfrequenz der elektrischen Felder und für die angelegte Spannung, mit denen gute Ergebnisse erzielt werden, sind im Anspruch 4 angegeben. Damit werden bei einem Teilchendurchmesser von einigen 10 Mikrometern Teilchengeschwindigkeiten bis zu mehreren Millimetern pro Sekunde erreicht.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist im Anspruch 5 gekennzeichnet. Auf einem Grundkörper ist ein Multielektrodensystem aufgebracht, dessen einzelne Elektroden annähernd senkrecht zur Aus¬ breitungsrichtung der Wanderfeider angeordnet sind. Die Ausdehnung der Elektroden in der Richtung der Wanderfelder ist von derselben Größenordnung wie die der Teilchen, die zu handhaben sind. Ebenfalls von derselben Größenordnung sind die Abstände zwischen den Elektroden.

Mit Hilfe einer elektronischen Schaltung werden die Elek¬ troden mit hochfrequenten, wandernden Feldern gleich-

förmiger, wechselnder oder mehrerer Wanderfrequenzen ange¬ steuert. Dadurch werden die Partikel entweder in den von den Elektroden begrenzten Räumen oder über den Elektroden in Bewegung versetzt.

Ein besonders -hohes Maß an Flexibilität der Teilchen¬ bewegung wird mit einer Vorrichtung gemäß Anspruch 6 er¬ reicht. Die dort angegebene Verzweigung erlaubt eine Teil¬ chenablenkung in eine wählbare Richtung und stellt somit eine Weiche für einen Teilchenstrom dar.

Nach Anspruch 7 sind die Elektroden rechteckförmig aus¬ gebildet, wobei die Längsseiten um ein Vielfaches länger sind als die Querseiten. Die Elektroden sind gleichabstän¬ dig so angeordnet, daß die Längsachsen parallel zueinander liegen und die Richtung des Wanderfeldes senkrecht zu den Längsachsen verläuft. Bei dieser Ausführungsform erfolgt die Teilchenbewegung über die Elektroden hinweg, senkrecht zu den Längsachsen der Elektroden. Sie eignet sich beson¬ ders zur Trennung von Teilchen nach ihren Laufeigenschaf¬ ten, die durch die passiven elektrischen Eigenschaften und die Größe der Teilchen beeinflußt werden.

Eine Weiterbildung der vorstehenden Vorrichtung ist im Anspruch 8 beschrieben. In einem von der Mitte ausgehenden V-förmigen Bereich sind die Elektroden derart unterbro¬ chen, daß die verbleibenden Teilelektroden jeweils einen separaten Weg für das Wanderfeld bzw. für die Teilchen in unterschiedliche Richtungen darstellt. Auf diese Weise ist eine Teilchenweiche realisiert, bei der die Teilchenbewe¬ gung über die Elektrodenflächen hin erfolgt.

Bei der Elektrodenanordnung nach Anspruch 9 schließen zwei Reihen von Elektroden einen elektrodenfreien Kanal ein,

der in Richtung des Wanderfeldes verläuft. Die bewegten Teilchen können entweder in der Mitte des Kanals zen¬ triert, oder an der durch die Elektroden gebildeten Wand entlang bewegt werden.

Auch diese Anordnung kann gemäß Anspruch 10 zu einer Teil¬ chenweiche weitergebildet werden, indem die Elektroden zunehmend nacl} außen versetzt angeordnet werden. In den auf diese Weise aufgeweiteten Bereich des elektrodenfreien Kanals werden zusätzliche Elektroden derart angebracht, daß eine Verzweigung des Kanals entsteht.

Mit einer Vorrichtung nach Anspruch 11, bei welcher zwei zueinander senkrecht stehende Paare von Elektrodenreihen um einen in Richtung des Wanderfeldes verlaufenden Kanal angeordnet sind, können Teilchen im freien Raum des flüs¬ sigen Mediums geradlinieg bewegt, gesammelt und gehalten werden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist im An¬ spruch 12 gekennzeichnet. Die Elektroden bilden geschlos¬ sene Kreisringförmige Bahnen, die gleichabständig um ein Zentrum angeordnet sind. In diesem Zentrum kann eine Sen¬ ke, eine Öffnung im Trägermaterial, oder eine Erhebung ausgebildet sein. Mit dieser Vorrichtung können Teilchen über Elektroden je nach Laufrichtung des Hochfrequenzfel- des in das Zentrum oder zum Rand befördert werden.

Werden die Elektrodenringe nach Anspruch 13 in Sektoren unterteilt, so können die Teilchen in den dadurch entste¬ henden elektrodenfreien Kanälen bewegt werden. Die Teil¬ chen können aus verschiedenen Quadranten des Elektroden- ringsystems zum Zentrum geführt und von diesem in eine gewünschte Richtung weggeführt werden. Mit dieser Vorrich-

tung wird ein besonders flexibler Mikromanipulator zur Handhabung mikroskopisch kleiner Teilchen zur Verfügung gestellt, der sich insbesondere für Arbeiten mit lebenden biologischen Zellen eignet.

Gemäß Anspruch 14 sind auf einer Grundplatte, die als dünne Membrane ausgebildet ist, viele Elektrodensysteme aufgebracht. Die dünne Membrane ist in Bereichen dieser Systeme durchbrochen, so daß die Teilchen durch diese Öffnungen hindurchströmen können. Die Teilchen können die Öffnungen jedoch nur passieren, wenn sie durch die wan¬ dernden Hochfrequenzfeider in Richtung der Zentren beför¬ dert werden. Auf diese Weise stellt die Vorrichtung eine steuerbare semipermeable Membran dar.

Bei der Vorrichtung nach Anspruch 15 sind die Elektroden als ellipsen ^*1 ^ rmige Bahnen ausgebildet, die um einen ge¬ meinsamen Brennpunkt angeordnet sind. Die Vorrichtung eignet sich zur Zentrierung und Dezentrierung von Teil¬ chen, wobei die Dezentrierung nicht radialsymmetrisch sondern verstärkt in Vorzugsrichtungen erfolgt.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Fokussierung und Trennung von Teilchen in einer kreisförmigen Kammer ist im Anspruch 16 gekennzeichnet. Um eine kreisförmige Kammer sind wenigstens vier Elektroden ringförmig angeordnet. Durch ein mit Hilfe der Elektroden erzeugtes, kreisförmig umlaufendes Feld werden Teilchen je nach ihren dielek¬ trischen Eigenschaften im Zentrum der Kammer gesammelt oder an den Elektrodenoberflächen angelagert.

In den Ansprüchen 17 und 18 werden Weiterbildungen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben, mit welchen die Laufeigenschaften der Teilchen beeinfluß werden. Durch die

Veränderung der Oberflächenstruktur des Grundkörpers und der Elektroden werden die Gleit-bzw. Rollreibungskräfte, die durch die Unterlage auf die Teilchen ausgeübt werden, verändert. Diese Maßnahmen werden vorteilhaft bei der Trennung verschiedener Teilchensorten eingesetzt. Eine Isolationsschicht auf den Elektroden, die lokal unter¬ schiedliche Dicken aufweist, führt dazu, daß das elektri¬ sche Feld an verschiedenen Stellen unterschiedlich stark auf die Teilchen einwirkt. Auf diese Weise werden Vorzugs¬ laufbah-nen für die Teilchen geschaffen. Vertiefungen bzw. Erhöhungen im Bereich der elektrodenfreien Kanäle führen dazu, daß sich die Teilchen dort verstärkt oder in gerin¬ gerer Konzentration ansammeln.

Gemäß Anspruch 19 werden die Vertiefungen und Erhöhungen im Bereich der Kanäle vorzugsweise mit Hilfe von Ätzver¬ fahren erzeugt. Durch die Verwendung von in der Mikro- strukturtechnik üblichen Materialien zur Herstellung des Grundkörpers können die dort angewandten Prozeßschritte vorteilhaft eingesetzt werden. Da die Ausdehnung der Elek¬ troden in Richtung des Wanderfeldes mit der Größe der zu handhabenden Teilchen vergleichbar ist, werden die Elek¬ troden vorzugsweise mit photolithographischen Methoden strukturiert und galvanisch abgeformt. Dabei können Elek¬ trodendicken von einigen μm bis zu einigen hundert um erreicht werden. Bei dieser Methode ist es ohne weiteres möglich, die Höhe hintereinander angeordneter Elektroden sukzessive zu vergrößern, so daß eine Bewegung von Teil¬ chen aus der Oberfäche heraus möglich ist. Da die Elektro¬ den den Suspensionen ausgesetzt sind, werden zu ihrer Herstellung vorzugsweise chemisch inerte Materialien ver¬ wendet. Ein wirksamer Schutz der Elektroden vor äußeren Einflüssen kann dadurch erreicht werden, daß sie mit einer Isolationsschicht überzogen werden.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung besteht nach Anspruch 20 darin, daß das Multielektronen- system zusammen mit der Schaltung zur Erzeugung der elek¬ trischen Wanderfelder und zur Auswertung der Partikelbewe¬ gung auf einem gemeinsamen Grundkörper integriert wird.

Nach Anspruch 21 ist die Vorrichtung kapselbar. Hierzu wird eine Deckplatte aus einem in der MikroStrukturtechnik üblichen Material mit der Grundplatte beispielsweise durch Klebetechnik oder durch anodisches Bonden verbunden. Diese Platte kann ebenfalls Elektroden und/oder Mulden und Kanä¬ le aufweisen.

Gemäß der vorteilhaften Weiterbildung nach Anspruch 22 werden mehrere Grundkörper mit Elektrodensystemen mitein¬ ander verbunden. Dadurch entstehen Kaskaden von Elektroden sowie verlängerte Kanäle oder Räume, in denen die Teilchen gelagert, getrennt, angereichert oder transportiert werden können.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbe¬ sondere darin, daß eine besonders flexible Handhabung mikroskopisch kleiner, dielektrischer Teilchen im Mikro¬ meterbereich ermöglicht wird. Die Teilchen können berüh¬ rungsfrei durch enge Kanäle auf geradliniegen Bahnen be¬ wegt werden, sie können durch Teilchenweichen an verschie¬ dene Zielorte gebracht und dort berührungsfrei für Unter¬ suchungen gehalten werden. Teilchen können fokussiert und defokussiert und nach ihren dielektrischen Eigenschaften sortiert werden.

In einem Multielektronensystem können verschiedene Anord¬ nungen zum linearen Transport, zur Fokussierung, zur Hai-

terung sowie Verzweigungen aneinandergefügt werden, so daß komplexe Bewegungsabläufe der Teilchen realisiert werden können. Damit ist eine Manipulation von Teilchen in Mikro- strukturen möglich.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung eignen sich für den Einsatz in der Biotechno¬ logie, auf dem Gebiet der molekularen Trenn-, Fokussie- rungs- und Mikrotransporttechnik. Sie eignen sich ebenso zur Handhabung von künstlichen Teilchen wie von lebenden Zellen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisch dargestellt und werden im folgenden ohne Be¬ schränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher be¬ schrieben. Es -zeigen:

Figur 1 eine Vorrichtung zur linearen Bewegung von Teilchen über Elektroden,

Figur 2 eine Teilchenweiche zur verzweigten Be¬ wegung über Elektroden,

Figur 3 eine Vorrichtung zur linearen Bewegung von Teilchen in einem elektrodenfreien Raum,

Figur 4 die Ansteuerung der Elektroden einer Vor¬ richtung zu vier nacheinander folgenden Zeitpunkten,

Figur 5 eine Vorrichtung zur Fokussierung von Teil¬ chen in einem elektrodenfreien Raum,

Figur 6 eine Teilchenweiche zur verzweigten Bewe¬ gung im elektrodenfreien Raum,

Figur 7 eine Vorrichtung zur räumlichen Fokussierung von Teilchen,

Figur 8 eine Vorrichtung zur Zentrierung und Dezen-

trierung von Teilchen,

Figur 9 eine Vorrichtung, die als semipermeable Membran ausgebildet ist,

Figur 10 eine Vorrichtung mit elliptischer Elektro¬ denanordnung,

Figur 11 eine Vorrichtung zur Fokussierung und Tren¬ nung.von Teilchen in einer kreisförmigen Kammer.

Beschreibung von Ausführungsbeispielen

Die Figur 1 zeigt eine Anordnung von 12 langgestreckten Elektroden el.l bis el.12, die so hintereinander angeord¬ net sind, daß ihre Längsachsen parallel zueinander liegen. Der Pfeil E gibt die Laufrichtung des Feldstärkevektors an. Die Bewegung der Teilchen 1 erfolgt über die Elektro¬ den el.l bis el.12 senkrecht zu deren Längsachsen in Rich¬ tung der Pfeile V.

Die Elektroden weisen eine Länge von einigen hundert Mi¬ krometern und eine Breite von etwa 10 Mikrometern auf und sind etwa 10 Mikrometer voneinander beabstandet. Bei einer Elektrodenspannung von 10 Volt und einer Wanderfrequenz von 0,2 bis ca. 10 Megahertz werden bei Teilchendurchmes¬ sern von 20 bis 70 Mikrometern Teilchengeschwindigkeiten von mehreren Millimetern pro Sekunde gemessen. Die Teil¬ chenbewegung erfolgt stark asynchron zum Wanderfeld, ca.

10 -2 bis 10-7 mal langsamer.

In Figur 2 ist eine Teilchenweiche dargestellt, bei wel¬ cher die Teilchen wie im vorangehenden Ausführungsbeispiel über die Elektrodenflächen wandern. Die ersten fünf Elek¬ troden sind in einem zentralen Bereich derart unterbro¬ chen, daß eine Elektrodenreihe I mit den Elektroden el.la bis el.5a und eine Elektrodenreihe II mit den Elektroden

el.lb bis el.5b entsteht.

Ein Teilchen 1, das sich auf die Elektrodenverzweigung zubewegt, wird entweder über die Elektrodenreihe I, oder die Elektrodenreihe II geführt, jenachdem ob die Elektro¬ den el.la bis el.5a oder die Elektroden el.lb bis el.5b mit einer Spannung beaufschlagt werden.

Die in Figur 3 gezeigte Vorrichtung weist zwei Reihen von Elektroden el.l bis el.12 auf, die einen Kanal 5 begren¬ zen. Die Teilchen 1 werden durch das in Richtung des Pfeils E wandernde Feld im elektrodenfreien Raum des Ka¬ nals 5 in Richtung der Pfeile V bewegt.

Die elektrische Ansteuerung der Elektroden el.l bis el.12 ist in Figur 4 dargestellt, wobei die Vorzeichen der Span¬ nungen, mit welchen die Elektroden zu den vier aufeinan¬ derfolgenden Zeitpunkten tl bis t4 beaufschlagt werden, angegeben sind.

Die Figur 5 zeigt, daß sich die vorangehend erläuterte Vorrichtung auch zur Fokussierung und Haltung von Teilchen eignet. In dem Kanal 5 wird eine Dispersion von ca. 5% Dextran-Wasserkügelchen mit einem Durchmesser von weniger als einem Mikrometer in 50% n-Propanol gebracht. Bei Anle¬ gen eines Wanderfeldes E von 1 bis 15 V und einer Frequenz von 800 Kilohertz an beide Elektrodenreihen werden die Dextran-Wasserkügelchen zwischen die Elektroden bewegt und jeweils im Zentrum von zwei Paaren gegenüberliegender Elektroden angereichert, so daß sie sich zu gut sichtbaren Tropfen 1 zusammenschließen. Die sichtbaren Tropfen 1 werden in den dargestellten Positionen gehalten.

In Figur 6 ist eine Vorrichtung mit einer Elektrodenan¬ ordnung dargestellt, die eine verzweigte Bewegung von Teilchen im elektrodenfreien Raum gestattet. Die Elektro¬ den der beiden Elektrodenreihen Ha und Ilb sind im zen¬ tralen Bereich zunehmen versetzt angeordnet, so daß ein breiter Kanal entsteht. In diesem Kanal ist eine weitere Elektrodenreihe I angebracht. Die Länge der Elektroden dieser Reihe I nimmt entsprechend der Versetzung der äu¬ ßeren Elektrodenreihe zu, so daß zwei Kanäle konstanter Breite entstehen, die- in einen Kanal einmünden. An der Verzweigungsstelle sind zusätzlich, punktförmige Elektro¬ den 2 angeordnet. Je nachdem, ob das Wanderfeld durch die Elektrodenreihen I und Ha oder I und Ilb erzeugt wird, werden die Teilchen durch den entsprechenden Kanal ge¬ führt. Die Laufrichtung der Teilchen kann auch durch An- steuerung der einen oder anderen Zusatzelektrode 2 be¬ stimmt werden.

Bei der in Figur 7 dargestellten Vorrichtung sind ein erstes Paar von Elektrodenreihen II und IV und ein zweites Paar von Elektrodenreihen I und III derart senkrecht zu¬ einander angeordnet, daß sie einen dreidimensionalen Kanal begrenzen. In diesem Kanal können die Teilchen 1 im freien Raum des flüssigen Mediums, das sich zwischen den Elektro¬ denreihen I, II, III und IV befindet, gesammelt und gehal¬ ten werden. Die Vorrichtung eignet sich ebenso zum linea¬ ren Transport von Teilchen.

Die Figur 8 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Zentrierung oder Dezentrierung von Teilchen. Die Elektro¬ den el.l bis el.6 sind kreissektorartig, konzentrisch und gleichabständig um einen Arbeitsraum 7 in vier Quadranten I bis IV derart angeordnet, daß sie zwei senkrecht aufein¬ anderstellende Kanäle 10 und 11 begrenzen. Die Teilchen 1

lassen sich über die Elektrodenflächen oder in den elek¬ trodenfreien Kanälen 10 und 11 je nach Laufrichtung des Hochfrequenzfeldes in den Arbeitsraum 7 oder vom Arbeits¬ raum 7 wegbefördern. Durch geeignete Ansteuerung können die Teilchen von einem Quadranten über den Arbeitsraum in einen beliebigen anderen Quadranten oder in einen der Kanäle transportiert werden. Dieser vielseitige Mikromani- pulator ist besonders für das Arbeiten mit lebenden biolo¬ gischen Zellen geeignet, zur Zentrierung und Dezentrierung von Teilchen können die Elektroden als geschlossene ring¬ förmige Bahnen ausgebildet sein.

Die Figur 9 zeigt eine Vorrichtung, bei welcher auf einer dünnen Membrane viele konzentrische, ringförmige Elektro¬ densysteme aufgebracht sind. In der Figur ist nur ein Ausschnitt von fünf Systemen I bis IV dargestellt. Die Membrane weist in den zentralen Bereichen der Systeme durchgängige Öffnungen auf. Kleine dielektrische Teilchen können diese Öffnungen nur passieren, wenn sie durch die wandernden Hochfrequenzfeider in Richtung des Zentrums befördert werden. Auf diese Weise wirkt die Vorrichtung wie eine steuerbare semipermeable Membrane. Wahlweise können alle oder nur bestimmte Öffnungen auf Durchlaß oder Sperren geschaltet werden.

Bei der in Figur IQ dargestellten Ausgestaltung der Erfin¬ dung sind die Elektroden als ellipsenförmige Bahnen el.1 bis el.3 ausgebildet, die um einen gemeinsamen Brennpunkt so angeordnet sind, daß ihre großen Achsen auf einer Gera¬ den liegen. Durch ein wanderndes elektrisches Hochfre¬ quenzfeld, das sich auf den gemeinsamen Brennpunkt zu oder wegbewegt, werden Teilchen 1 in den zentralen Bereich 3 oder von diesem wegtransportiert.

Die in Figur 11 dargestellte Vorrichtung weist vier re¬ chteckige Elektroden el.l bis el.4 auf, die sternförmig um einen zentralen Bereich 3 angeordnet sind. Bei dieser Vorrichtung läuft das elektrische Feld kreisförmig um. Die Vorrichtung dient zur Trennung und Fokussierung von Teil¬ chen. Wenn eine Dispersion mit zwei Teilchensorten, bei¬ spielsweise Zellulosesulfatkügelchen 12 und lebende Hefe¬ zellen 13 in Wasser mit einer Leitfähigkeit von 50 bis 100 μS/cm, in das System eingebracht und einem umlaufenden Feld von ca. 2 Megahertz ausgesetzt werden, so werden die Zellulosesulfatkügelchen 12 im Zentrum 3 der Vorrichtung gesammelt, während die Hefezellen 13 an die Elektroden¬ oberflächen wandern und dort anhaften.