[發明專利]用于產生工具運動的設備和方法

有效

• 申請號: 201080062394.3
• 申請日: 2010-12-21
• 公開（公告）號: CN102725391A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: A·席爾;J·倫布克;A·格拉夫
• 申請（專利權）人: 埃佩多夫股份公司
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;B25J7/00
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 錢亞卓

技術領域

本發明涉及用于產生工具運動的設備和方法，尤其是應用于軟生物細胞材料。

背景技術

這樣的設備和方法在生物醫學應用中是已知的，例如尤其是用于細胞的去核和移核。在人類或動物細胞的體外受精（IVF）領域中，已知所謂的精子卵漿內注射（ICSI）的方法，這是體外受精過程，在該過程中，單個精子被注射到卵細胞（卵母細胞）中。小鼠或大鼠的卵母細胞的直徑通常為100至120μm。這種較大的細胞允許機械地處理涉及的生物成分。在顯微鏡下用微操縱裝置執行ICSI方法，具體地，該微操縱裝置包括用于精確定位的微操縱器，用于施加壓力或進給例如幾微升級別的小體積的微注射器，同時用于引導小體積流動路徑且用于與活的細胞接觸的微毛細部件。通過微注射器施加的微微抽吸由保持毛細部件穩定卵母細胞。從相對側，具有通常僅僅幾（例如7）μm的開口直徑的薄的中空玻璃微毛細部件用來收集單個精子，通過利用微毛細部件的末端切精子的尾部而將其固定。微毛細部件刺穿卵膜并且進入到卵母細胞（細胞質）的內部。然后精子被釋放到卵母細胞中。在ICSI期間，卵母細胞必須被微毛細部件刺穿。由此，卵母細胞的外部保護殼（透明膜環）失去抗性并且需要特定的設備用于刺穿。這對于輔助孵化的生物醫學方法同樣是需要的，其中透明膜環被從外側點狀腐蝕，以便于孵出產生的胚胎。

還從軟細胞材料例如組織的解剖中已知這樣的設備和方法。附圖的圖1中示出了這種已知的設備，微解剖器。微解剖器1用于切開細胞組織，例如用于從組織學標本提取生物成分和結構。由于微解剖器1的工作原理，基部通常具有U形構型。在“U”的上部開口中安裝有壓電致動器2，其相對于右側部分移動“U”的左側部分。因為“U”的左側部分安裝成經由可樞轉支撐臂4而能夠在基部上位移，所以安裝到基部3的運動部分5b上的工具5能夠沿著x軸的方向移動。然而，由于明顯的U形，具體是支撐臂4的較大確定長度，所以該運動還示出了沿y方向的較大分量。此外，“U”形基部由于其沿y方向的長杠桿臂而特別傾向于繞x軸扭轉。壓電致動器通常不會例如僅僅沿x方向以最佳線性方式膨脹和約束。相反，它們趨于稍稍彎曲，在這種情況下轉換為沿y方向和z方向的附加運動。這樣的多維運動有時候是有用的，但并不總是期望的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于產生工具運動的改進的設備和方法，尤其適用于軟的生物細胞材料。

本發明通過提供根據權利要求1的設備和根據權利要求12的方法來實現所述目的。從屬權利要求描述了本發明的優選實施例。

根據本發明的用于產生工具運動，尤其應用于生物細胞材料的操作的設備，包括至少一個致動器元件、能夠彈性變形的被致動的構件、可以布置有工具且聯結到被致動的構件上的運動部分，至少一個致動器元件聯結到被致動的構件，使得至少一個致動器元件的致動使被致動的構件彈性變形一定距離，該距離對應于被致動的構件的長度變化，其中所述長度變化引起運動部分的所述運動。

根據本發明的設備和方法優選地適用于生物、醫學、生物醫學或化學（例如生物化學）應用等，優選地適用于軟的物質并且優選地不適用于非軟物質。軟的物質被理解為類似于生物物質的物質，例如組織，例如具有的楊氏模量優選地相應小于10GPa、5GPa、1GPa、0.1GPa、0.01GPa或0.001GPa。然而，根據本發明的設備和方法關于非軟物質的應用，尤其是對于楊氏模量大于10GPa的物質，也是可能的。根據本發明的設備和方法優選地用于或適用于IVF、ICSI、輔助孵化、去核、移核、微外科、膜片夾緊和其它生物和醫學領域，尤其適用于人類、動物（例如小鼠、大鼠或牛）的細胞，具體是適用于卵母細胞，或者相應地適用于多種這樣的應用。該設備還優選地適于執行細胞材料的切開，例如從石蠟部分切開單個細胞，從組織學部分的區域的切開和/或與從3D細胞培養聚合的干細胞分離。然而，該設備和/或方法也可以用于其它的應用，具體是用于非生物醫學應用，其尤其需要幅度在納米到微米范圍或其它范圍的運動，并且通常用于能夠從根據本發明的設備和/或方法的優點和特征獲益的那些應用。