AT505854A1

AT505854A1 - Mikrofluidische vorrichtung

Info

Publication number: AT505854A1
Application number: AT0161807A
Authority: AT
Original assignee: Greiner Bio One Gmbh
Priority date: 2007-10-10
Filing date: 2007-10-10
Publication date: 2009-04-15

Description

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Die Erfindung betrifft eine mikrofluidische Vorrichtung zur Bestimmung und/oder Detektion zumindest eines Analyten in einer Probe umfassend einen Träger aus zumindest einem Bodenteil, deren Verwendung sowie ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Detektion zumindest eines Analyten in einer Probe mit Hilfe der mikrofluidischen Vorrichtung.

Zur qualitativen oder quantitativen analytischen Bestimmung von Bestandteilen von Proben, wie z.B. Körperflüssigkeiten, insbesondere von Blut, werden oft so genannte trägergebundene Tests verwendet. Bei diesen sind Reagenzien in entsprechenden Schichten eines festen Trägers eingebettet, der mit der Probe in Kontakt gebracht wird. Die Reaktion von flüssiger Probe und Reagenzien wird bei Anwesenheit eines Zielanalyten zu einem nachweisbaren Signal, insbesondere einem Farbumschlag, welcher visuell oder mit Hilfe eines Geräts, meist reflexionsphotometrisch, ausgewertet werden kann.

Testelemente oder Testträger sind häufig als Teststreifen ausgebildet, die im Wesentlichen auf einer länglichen Tragschicht aus Kunststoffmaterial und darauf angebrachten Nachweisschichten als Testfelder bestehen. Es sind jedoch auch Testträger bekannt, die als quadratische oder rechteckige Plättchen gestaltet sind.

So beschreibt die EP 1 035 921 Bl ein analytisches Testelement zur Bestimmung eines Analyten in einer Flüssigkeit, enthaltend einen inerten Träger, ein Nachweiselement und einem zum kapillaren Flüssigkeitstransport befähigten Kanal. Das Testelement weist eine Probenaufgabeöffnung an einem und eine Entlüftungsöffnung am anderen Ende des zum kapillaren Flüssigkeitstransport befähigten Kanal auf. Der zum kapillaren Flüssigkeitstransport befähigte Kanal wird zumindest teilweise vom Träger und dem Nachweiselement gebildet und reicht in Richtung des kapillaren Transports von der Probenaufgabeöffhung zumindest bis zu der der Entlüftungsöflftung nächstgelegenen Kante des Nachweisele- \ NACHQEBSC1 ul ·· *·#· #· ·· · · » • · ·· φ • · · · • ♦ · ♦ ··· ·· ···· -2-ments. Es befindet sich eine Aussparung in einer den zum kapillaren Flüssigkeitstransport befähigten Kanal bildenden Fläche an der die ProbenaufgabeöfFnung bildende Kante des Testelements, sodass die die Probenaufgabeöffhung bildende Kante des Testelements auf einer Seite zumindest teilweise unterbrochen ist und die der Aussparung gegenüberliegende Fläche freiliegt.

In der WO 2006/022487 Al wird ebenfalls eine mikrofluidische Testvorrichtung beschrieben. Sie besteht aus einer Probenaufgabeöflhung mit einer ersten Kreuzung mit einer vorbestimmten Länge. Weiters befindet sich ein Flussverzögerungsteil angrenzend an die Auf-tragsöffnung. Dieser Verzögerungsteil weist eine zweite Kreuzung auf, welche größer ist als die erste Kreuzung um die Eintrittsgeschwindigkeit der Probe zu reduzieren. Weiters umfasst die mikrofluidische Vorrichtung eine weitere Zone, welche benachbart zur Verzögerungszone angeordnet ist und es der Probe ermöglicht, in einen dritten Kreuzungsbereich, der kleiner ist als der zweite Kreuzungsbereich, überzutreten. Der Flüssigkeitsstrom des sehr kleinen Volumens kann quantitativ durch einen Kanal mit einem bestimmten Design reguliert werden. Es kann dadurch spontan Kapillarfluss ohne zusätzliche Manipulation oder Energieaufwand erzeugt werden.

Die US 7,138,032 B2 beschreibt auch eine mikrofluidische Vorrichtung aus Kunststoff, auf welcher mikrofluidische Strukturen angebracht sind. Die erfindungsgemäße mikrofluidische Vorrichtung umfasst eine Vielzahl von Öffnungen. Es werden ein Bodenteil und ein Deckenteil aneinander gefügt, um Kanäle bzw. Kammern zu bilden. Diese Kammern dienen als Reservoir für Flüssigkeiten als auch als Öffnungen für Elektroden. Die beiden Lagen werden mit bekannten Techniken verbunden wie bspw. thermische Bindung, Ultraschallbindung oder Verschweißen. Die beiden zu verbindenden Teile können über Spritzgusstechnik hergestellt werden. Nachteilig wird die Verwendung von Ultraschallschweißen im Vergleich zur thermischen Verbindung des Boden- und des Deckelteils beschrieben, weil dadurch scharfe Kanten und Ecken entstehen. Es wird daher angeführt, dass solche Methoden in einer Zerstörung der Mikrokanäle bzw. Unregelmäßigkeiten in den Mikrokanälen führt und diese Methoden daher für die Herstellung von mikrofluidischen Vorrichtungen nicht geeignet sind. Es wird daher eine thermische Verbindung bzw. eine Verbindung mit einem Bindungsmittel bevorzugt. NACHGEREICl ΓΓ Winivmnnn-----

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum kapillaren Flüssigkeitstransport zur Bestimmung mindestens eines Analyten in einer Probe zur Verfügung zu stellen, deren Anwendung sehr einfach ist.

Die Aufgabe der Erfindung wird jeweils eigenständig durch eine Vorrichtung, wobei zumindest ein Kanal aus einem Boden- und einem Deckelteil zum kapillaren Flüssigkeitstransport angeordnet ist, der mit einer Probenaufgabeöffnung verbunden ist, wobei am der Probenaufgabenöffnung gegenüberliegenden Ende des Kanals eine Verbreiterung angeordnet ist sowie durch ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Detektion zumindest eines Analyten in einer Probe mit Hilfe der mikrofluidischen Vorrichtung, wobei die Probe in die Probenaufgabeöffnung aufgebracht wird und durch Kapillarkräfte in bzw. durch den zum Flüssigkeitstransport befähigten Kanal transportiert wird und die Probe dabei gegebenenfalls mit im Bereich des Kanals enthaltenen Reagenzien in Wechselwirkung tritt, gelöst. Vorteilhaft dabei erweist sich, dass die mikrofluidische Vorrichtung ein einfaches Mittel zum Nachweis zumindest eines Analyten darstellt, wobei keine zusätzlichen Geräte bzw. Apparaturen erforderlich sind. Hinzu kommt, dass eine sehr einfache Handhabung der Vorrichtung gewährleistet ist. Zur einfachen Handhabung und Gestaltung der mikrofluidischen Vorrichtung kommt noch die Möglichkeit zur visuellen Auswertung der Ergebnisse. Weiters erweist sich von Vorteil, dass die mikrofluidische Vorrichtung sowie das erfindungsgemäße Verfahren zur Bestimmung von zumindest einem Analyten preiswert herstellbar bzw. durchführbar sind.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Verbreiterung zumindest bereichsweise kontinuierlich verläuft, wodurch verhindert wird, dass der Kapillarfluss unterbrochen wird.

Der Kanal kann durch eine Ausnehmung im Boden- und/oder Deckelteil gebildet sein, wodurch bereits bei der Herstellung der mikrofluidischen Vorrichtung die Endform hergestellt wird und eine weitere Bearbeitung obsolet ist.

In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kanal durch Aufbringen von Erhöhungen auf einer planaren Fläche des Träger gebildet ist, wodurch eine individuelle Fertigung bzw. Nachbearbeitung auch nach Beendigung des Herstellungsprozesses, vorzugsweise mittels Spritzgussverfahren, der mikrofluidischen Vorrichtung ermöglicht ist.

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Bspw. können die Erhöhungen durch Aufbringen zumindest einer Schicht, wie z.B. eines Klebebandes auf die planare Fläche gebildet sein, womit in jedem Labor zur Verfügung stehende Mittel für die Herstellung von mikrofluidischen Vorrichtungen verwendet werden können.

In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass an jenem der Probenaufgabeöffimng gegenüberliegenden Ende ein Saugmaterial angeordnet ist, welches die biologische Probe aus der Probenaufgabeöffhung aber nicht aus dem Kanal saugt. Der Kanal bleibt für weitere Reaktionsvorgänge, wie z.B. Hydridisierungs- oder Waschvorgänge gefüllt. Wird in die Probenaufgabeöffimng wieder Flüssigkeit gefüllt, beginnt der Kapillarvorgang von neuem.

Das Saugmaterial weist idealerweise bereichsweise eine der Verbreiterung komplementäre Form auf, wodurch die Größe des zur Verfügung stehenden Saugmaterials und damit die Flüssigkeitskapazität, die aufgenommen werden kann, maximiert wird. Weiters erweist sich von Vorteil, dass eine komplementäre Ausbildung, insbesondere Veqüngung, des Saugmaterials dessen Saugkraft limitiert, wodurch das Leersaugen des Kanals verhindert werden kann.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Kanal die Proben-aufgabeöffnung mit einem Reservoir verbindet, wobei das Reservoir an jenem der Proben-aufgabenöffiiung gegenüberliegenden Ende angeordnet ist, wodurch die Herstellung der mikrofluidischen Vorrichtung deutlich vereinfacht wird. Das Reservoir erfüllt dann eine vergleichbare Funktion wie das Filterpapier.

Die Tiefe des Kanals ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,5 % und einer oberen Grenze von 80 % in Bezug auf die Höhe des Trägers ausgewählt, wobei durch die Dimensionierung des Kanals gewährleistet ist, dass ein kapillarer Flüssigkeitstransport der Probe und weiterer Reagenzien möglich ist.

Die Breite des Kanals ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,4 % mm und einer oberen Grenze von 40 % in Bezug auf die Quererstreckung des Trägers ausgewählt, wodurch ebenfalls gewährleistet ist, dass der kapillare Flüssigkeitstransport der Probe nicht unterbrochen wird.

Die Länge des Kanals ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 6 % und einer

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Der Kanal weist ein Fassungsvermögen ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 μΐ und einer oberen Grenze von 500 μΐ auf, wodurch einerseits eine ausreichende Menge an Probe in den Kanal gesaugt wird, um den oder die Analyten, der/die gegebenenfalls auch in sehr geringer Konzentration vorliegen kann/können, nachzuweisen und andererseits es ermöglicht, einen kapillaren Flüssigkeitstransport aufzubauen.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kanal und/oder das Reservoir zumindest bereichsweise durch eine Kontur, vorzugsweise durch eine umlaufende Kontur begrenzt sind, wodurch eine Verbindung des Bodenteils mit dem Deckelteil erleichtert wird.

Die Kontur weist eine Höhe ausgewählt aus einem Bereich mit einer oberen Grenze von 5 mm und einer unteren Grenze von 0,01 mm auf, wodurch die Verbindung des Deckelteils mit dem Bodenteil mit aus dem Stand der Technik bekannten Verbindungsmethoden bspw. über Ultraschallverschweißung erfolgen kann. Es wird somit eine fixe Verbindung des Bodenteils mit dem Deckelteil erzielt.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Kanal und/oder das Reservoir in Hochglanz und der dazu benachbart angeordnete Bereich des Bodenteils lichtmindernd oder mattiert ausgebildet ist, wodurch die visuelle Auswertung bzw. apparativ optische Auswertung ermöglicht bzw. erleichtert wird.

Die Probenaufgabeöffnung kann einen annähernd kreisrunden, ellipsoiden oder polygonalen Querschnitt aufweisen, wodurch ein vollständiges Leersaugen der ProbeaufgabeöfF-nung ohne Restvolumen der biologischen Probe darin erzielt werden kann. Der innere Rand der Probenaufgabeöffnung soll an keiner Stelle eine scharfe Kante aufweisen, womit auch polygonale Strukturen mit einem stumpfen Winkel in den Ecken bzw. mit abgerundeten Ecken möglich sind.

Weiters ist vorgesehen, dass die Probenauftragsöffiiung eine Kontur zur Vergrößerung des Aufgabevolumens der biologischen Probe mit einer Höhe ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 mm und einer oberen Grenze von 10 mm aufweist, wo- i______Λ |

6 durch die Menge der Probe, welche mittels der mikrofluidischen Vorrichtung analysiert werden kann, vergrößert wird und somit auch ein oder mehrere Analyten, welche nur in einer geringen Konzentration vorliegen, nachzuweisen sind, weil über das große Volumen der Probe die Nachweisgrenze erhöht wird und somit der erforderliche Schwellenwert bzw. Cut-Off-Wert erreicht wird.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Kontur der Probenauftragsöffiiung mehrstufig, insbesondere zweistufig ausgebildet ist, wodurch abermals das Aufgabevolumen der Probe erhöht werden kann.

Die Probenaufgabeöffnung weist ein Fassungsvolumen ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 2 μΐ und einer oberen Grenze von 5000 μΐ, wodurch die Nachweisgrenze für einen oder mehrere Analyten verbessert werden kann.

Vorzugsweise weist die Probenaufgabeöffnung einen Durchmesser ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 1 mm und einer oberen Grenze von 20 mm auf, wodurch die Öffnungsweite ausreichend groß ist, um mit einer Pipettenspitze oder einer Tropfflasche oder dergleichen die Probe bzw. weitere Reagenzien in die Probenaufgabe-öffnung zu transferieren.

Weiters ist vorgesehen, dass im Boden- und/oder Deckelteil zumindest ein Führungselement angeordnet ist, wodurch eine exakte Positionierung in einem Messgerät ermöglicht wird. Ist zumindest ein Führungselement sowohl im Boden- als auch im Deckelteil angeordnet, sind diese vorzugsweise komplementär zueinander ausgebildet, wodurch sehr einfach eine Passung des Deckel- und des Bodenteils erreicht werden kann. Aufgrund der geringen Abmessungen des Kanals bzw. der Probenaufgabeöffnung und des Reservoirs ist eine exakte Passung von größter Bedeutung, um den kapillaren Flüssigkeitstransport der Probe nicht negativ zu beeinflussen; also je nach Bedarf, wie z.B. bei einer geringen Konzentration des oder der Analyten zu fordern und somit die Reaktionszeit verringert werden würde, oder z.B. bei einem geringen Volumen der Probe zu bremsen, weil sonst womöglich der kapillare Flüssigkeitstransport zum Erliegen käme.

In einer Weiterbildung kann im Bereich des Reservoirs des Boden- und/oder Deckelteils zumindest eine Entlüftungsöffhung angeordnet sein, wodurch die Auffechterhaltung des

• · ·· ! · ♦ • · · • · · ♦* ·· · * · • • • M V« • · # ·· • • • • • • • • • • ··· ·· ···· • -7- kapillaren Flüssigkeitsstroms gewährleistet wird ohne dass durch die Bildung von Über-bzw. Unterdrück ein Einfluss auf den kapillaren Flüssigkeitsstrom erfolgt.

Am Boden- und/oder Deckelteil kann eine Kennzeichnung, wie Beschriftung, Barcode oder dgl. angeordnet sein, wodurch eine exakte Zuordnung eines visuellen bzw. apparativoptischen Nachweises zu einem bestimmten Analyten ermöglicht wird. Durch die Kennzeichnung kann bspw. auch eine Zuordnung zu einem bestimmten Probanden ermöglicht werden.

Das Reservoir weist ein Bezug auf die Probenaufgabeöflhung proximales und distales Ende auf, wobei im Bereich des proximalen Endes eine vorzugsweise kontinuierliche Veqün-gung am Übergangsbereich zum Kanal vorliegt, wodurch ein kontinuierlicher Übergang vom Durchmesser des Kanals auf die Quererstreckung des Reservoirs und damit ein kontinuierlicher kapillarer Flüssigkeitstransport der Probe bzw. anderer Reagenzien aufrecht erhalten wird.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Reservoir aus zumindest zwei Bereichen gebildet ist, wobei ein erster Bereich in seiner Quererstreckung in Bezug auf den Träger breiter ausgebildet ist wie der Kanal und ein zweiter Bereich in seiner Quererstreckung in Bezug auf den Träger breiter ausgebildet ist wie der erste Bereich, wodurch die Kontinuität des kapillaren Flüssigkeitstransports der Probe bzw. der Reagenzien gesichert wird.

Es ist vorgesehen, dass das Volumen des ersten Bereichs und/oder des zweiten Bereichs des Reservoirs gleich groß bzw. größer als die Summe der in die Probenaufgabeöflhung eingebrachten Volumina ist, womit gewährleistet ist, dass der Kapillarfluss nicht zum Erliegen kommt.

Das Fassungsvermögen des ersten Bereiches des Reservoirs ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 5 μΐ und einer oberen Grenze von 5000 μΐ ausgewählt, wodurch dieses in der Lage ist, das über den Kanal transportierte Flüssigkeitsvolumen der Probe aufzunehmen und in den distalen Bereich des Reservoirs weiterzutransportieren.

Das Fassungsvermögen des zweiten Bereichs des Reservoirs ist aus einem Bereich aus einer unteren Grenze von 10 μΐ und einer oberen Grenze 10000 μΐ ausgewählt, wodurch I NACHSEREICHT | • ·· • · · ♦ · · • ♦ · ·· ··· ·· • • ··« * V • · « ·· • • · • • • • · • • ··· fl ·*#· • -8- sichergestellt ist, dass das gesamte Volumen der Probe und weiterer Reagenzien aufgenommen wird und der kapillare Flüssigkeitstransport nicht zum erliegen kommt bzw. es gar zu einem Rückfluss von Flüssigkeiten vom Reservoir in den Kanal kommen kann.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Tiefe des Reservoirs im zur Probenaufga-beöffnung proximalen Bereich geringer ist, wie im distalen Bereich des Reservoirs des Trägers, wodurch gewährleistet ist, dass der kapillare Flüssigkeitstransport nicht zum Erliegen kommt, weil das Volumen, das durch den Kanal bzw. ins Reservoir fließt, kontinuierlich größer wird und somit keine plötzliche abrupte Volumensänderung vorliegt, die die Kapillarwirkung stark verändern würde und womöglich zum Abreißen des Flüssigkeitsstroms fuhren würde. Von Vorteil erweist sich zudem, dass über die Änderung der Tiefe die Flussgeschwindigkeit reguliert werden kann; so kann beispielsweise durch Abnahme der Abmessungen der Tiefe eine größere Geschwindigkeit erzielt werden. Die zunehmende Tiefe vergrößert auch das Fassungsvermögen des Reservoirs.

Vorzugsweise verläuft die Differenz der Tiefe vom proximalen zum distalen Bereich des Reservoirs kontinuierlich, wodurch der Kapillarfluss nicht an einer Stufe oder Kante stoppt.

Die Tiefe des Reservoirs im proximalen Bereich ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,01 mm und einer oberen Grenze von 15 mm ausgewählt, wodurch es zu einem kontinuierliche Übergang von einem geringen Volumen, wie im Kanal der mikroflui-dischen Vorrichtung, zu einem größeren Volumen im distalen Bereich des Reservoirs kommt.

Die Tiefe des Reservoirs im distalen Bereich ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 mm und einer oberen Grenze von 50 mm ausgewählt, wodurch in einem Verhältnis zum proximalen Bereich viel größeres Volumen der biologischen Probe bzw. der Reagenzien aufgenommen werden kann und somit ein bis zur Beendigung der Analyse ausreichender Raum für die Aufnahme von überschüssiger Flüssigkeit vorhanden ist.

Das Material des Bodens- bzw. des Deckelteils ist vorzugsweise aus Kunststoff, ausgewählt aus einer Gruppe umfassend Polystyrol (PS), Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET, PETP, PBTP), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), i NACHGEREICHT | Λ • ·· • · ♦ • · · • · · ·· ··· ·§ 9WW m m 9 9 • 999 • 9 9 9 9 9 9 9 999 99 9999 -9-

Polyamid, Nitrozellulose, Polymethylmetacrylat (PMMA), Styrolacrylnitril (SAN), Polycarbonat (PC), Cycloolefin-Copolymere (COC) wie Cyclopenten-Polyetheylen-Copolymer, Cyclohexan-Polyetheylen-Copolymer, Cyclohepten-Polyetheylen-Copolymer sowie Cycloolefin-Polymere (COP) oder dgl. bzw. Mischungen daraus., wodurch Trägermaterialien verwendet werden, die mit den zu untersuchenden Flüssigkeiten keine Wechselwirkungen eingehen und die Flüssigkeiten am Trägermaterial nicht absorbieren und dadurch das Probenvolumen effektiv genutzt werden kann.

In einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Oberfläche zumindest im Bereich des Kanals des Trägers modifiziert, insbesondere hydrophilisiert ist, wodurch eine polare Probenflüssigkeit bereitwillig in den kapillaren Kanal eintritt und dort rasch zur Stelle der Detektion bzw. in das Reservoir weitertransportiert wird.

Bspw. kann die Modifikation durch Plasmapolymerisation erfolgen, wodurch trotz Modifikation der Oberfläche des Trägers keine Wechselwirkungen zwischen der Probe und dem Träger bzw. der Oberflächenmodifikation eintreten und somit eine Reduktion des Hintergrunds erzielt werden kann. Weiters erweist sich von Vorteil, dass die Plasmapolymerisation eine Farbveränderung hervorruft, die zur Kontrasterhöhung dienen kann, wie z.B. eine Gelbfärbung der sonst weißen Oberfläche. Diese Gelbfärbung verstärkt das Signal, da die Farbe des Niederschlags des Analyten vorzugsweise blau ist. Mit der Komplementärfarbe Gelb ergibt sich dann eine dunklere Färbung des Niederschlags. Weiters erweist sich von Vorteil, dass durch die Plasmapolymerisation die Oberfläche eine niedrigere unspezifische Absorption von Nukleinsäuren als auch als auch Proteinen zeigt.

Weiters kann die Oberfläche zumindest bereichsweise auch durch andere aus dem Stand der Technik bekannte Methoden, die die Nukleinsäurebindung verbessern und eine Hydrophilisierung der Oberfläche bewirken, wie z.B. der Fa. Polyan, modifiziert werden.

Weiters ist möglich, dass der Träger, insbesondere der Boden- und/oder der Deckelteil im Spritzgussverfahren hergestellt werden, wodurch standardisierte Herstellungsverfahren eine kostengünstige Herstellung der mikrofluidischen Vorrichtung ermöglichen.

In einer Weiterbildung der Erfindung kann im Bereich des Kanals zumindest ein Verlangsamungselement angeordnet sein, wodurch eine längere Zeit für die Reaktion zwischen

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«fff • · • · • · ·· MM 10 einem oder mehreren Analyten und dem spezifischen Bindungspartner am Träger zur Verfügung stehen.

In einer alternativen Ausführungsform kann sich das Reservoir im distalen Bereich in Bezug auf die Probenaufgabeöffnung in seiner Breite und/oder Tiefe veqüngen, wodurch eine höhere Kapillareffekt erreicht werden kann und die Flussgeschwindigkeit erhöht bzw. der Kanal zur Beendigung der Prozedur leer gesaugt werden kann.

Vorzugsweise sind im Bereich des Kanals Sonden, insbesondere spezifische Bindungspartner, wie Sonden zur Bindung von Nukleinsäuren, wie DNA, RNA, PNA, LNA oder eine Mischform davon, spezifische Bindungspartner zur Bindung von Proteinen, wie Antikörper, Antigene, Enzyme oder Aptamere immobilisiert, die eine spezifische Bindung des zumindest einen Analyten aus der Probe ermöglichen und dadurch der Nachweis des- bzw. derselben gelingt oder einen Analyten modifizieren und dadurch ein Signal erzeugt wird.

Weiters ist es auch möglich in der Probeaufgabeöffhung oder im einem, vorzugsweise in einem zur Probenaufgabeöflhung proximalen Bereich des Kanals, Reagenzien zumindest temporär vorzulegen um sich Arbeitsschritte die ein zusätzliches Aufbringen dieser Reagenzien erforderlich machen, einzusparen und somit bereits zu Beginn zur Bestimmung und/oder Detektion des zumindest einen Analyten zur Verfügung stehen.

In einer Weiterbildung kann eine Filtervorrichtung vor der Probenaufgabeöflhung angeordnet sein, wodurch partikuläre Bestandteile der Probe eliminiert werden, und somit es zu keiner Verstopfung des Kanals kommen kann.

Im Zuge des Verfahrens kann zumindest ein weiteres Reagenz zur Ausbildung von zumindest einer Nachweisreaktion aufgebracht werden, wodurch eine visuelle bzw. apparativoptische Detektion eines oder mehrerer Analyten ermöglicht wird.

Vorzugsweise wird das weitere Reagenz mittels Tropfflasche aufgebracht, wodurch ohne spezielle Laborgeräte es jedermann, jederzeit und an jedem beliebigen Ort ermöglicht wird, einen oder mehrere Analyten der Probe nachzuweisen. Alternativ kann die Probe auch mit einer Kapillare, wie z.B. Blutkapillare, aufgebracht werden, wobei die Probe bzw. weitere Reaktionslösungen beim Kontakt mit der Kapillare voll gesaugt werden und beim Kontakt mit der Probeaufgabeöffhung wieder abgegeben werden, wobei sich eine genauere

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Dosierung als vorteilhaft erweist.

Einfuhrend zur speziellen Beschreibung sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausfuhrungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen. Diese sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen, unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen. Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mitumfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereich beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.

Im Nachfolgenden wird in den Fig. 1 bis 8 die Erfindung in stark vereinfachter schematischer Darstellung gezeigt:

Es zeigen:

Fig. 1 Draufsicht auf eine mikrofluidische Vorrichtung 1;

Fig. 2 alternative Ausfiihrungsform einer Draufsicht auf eine mikrofluidische Vorrichtung 1;

Fig. 3 alternative Ausführungsform einer Draufsicht auf eine mikrofluidische Vorrichtung 1;

Fig. 4 Draufsicht auf einen Deckelteil 7 einer weiteren alternativen Ausführungsform der mikrofluidischen Vorrichtung 1;

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Fig. 5 Draufsicht auf einen Bodenteil 3 der weiteren alternativen Ausführungsform der mikrofluidischen Vorrichtung 1;

Fig. 6 Schnitt VI/VI durch das Reservoir 9 der alternativen Ausführungsform der mikrofluidischen Vorrichtung 1 nach Fig. 5;

Fig. 7 Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform der mikrofluidischen Vorrichtung 1;

Fig. 8 Draufsicht auf Verlangsamungselemente 16 der mikrofluidischen Vorrichtung 1.

Die vorliegende Erfindung zeigt eine mikrofluidische Vorrichtung 1 zur Bestimmung eines Analyten in einer biologischen Probe. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist ein analytisches Testelement, welches eine Plattform darstellt, auf welcher mikrofluidische Strukturen angeordnet sind. Die mikrofluidischen Strukturen auf der mikrofluidischen Vorrichtung 1 dienen zum kapillaren Flüssigkeitstransport der Probe sowie weiterer Reagenzien.

In Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter Probe vorzugsweise eine organische Probe, die biologischen Ursprung hat, verstanden. Es kann sich hierbei um Körperflüssigkeiten, wie z.B. Blut, Speichel, Ham, Gewebsflüssigkeit, Spinalflüssigkeiten, Sekrete, aber auch um Gewebsproben, wie Zellen bzw. Zelllysate, handeln. Selbstverständlich eignet sich die vorliegende Erfindung aber auch zur Bestimmung und/oder Detektion von zumindest einem Analyten aus anorganischen Proben.

Fig. 1 zeigt eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen mikrofluidischen Vorrichtung 1. Die mikrofluidische Vorrichtung 1 umfasst einen Träger 2, der zumindest aus einem Bodenteil 3 und/oder Deckelteil 7 gebildet ist. Auf bzw. im Bodenteil 3 und/oder Deckelteil 7 ist ein Kanal 4 angeordnet. Der Kanal 4 verbindet eine Probenaufga-beöffnung 5 mit einer am gegenüberliegenden Ende der Probenaufgabeöffiiung 5 angeordneten Verbreiterung 6. In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann der Deckelteil 7 auch gleichzeitig den Bodenteil 3 bilden und somit der Träger 2 einstückig hergestellt werden, z.B. durch Stereolithografie-Methoden.

Als Verbreiterung ist in Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung sowohl eine Er-

NACHGEREICHT ♦ · ΦΦ • • Φ • · Φ • • Φ ·· ΦΦΦ ΦΦ äww m w Φ Φ Φ φφφ φ Φ Φ 0 Φ Φ Φ Φ • ΦΦΦ ΦΦ ···· ·· ···# • t -13- weiterung der Breite in Bezug auf die Längserstreckung des Trägers in Richtung einer fiktiven X-Achse als auch in Richtung einer fiktiven Y-Achse umfasst, dh die Verbreitung umfasst auch eine Vertiefung.

Um die mikrofluidische Struktur 1 auszubilden, ist auf dem Bodenteil 3 vorzugsweise ein Deckelteil 7 angeordnet.

Der Kanal 4 kann bspw. durch Aufbringen eines doppelseitigen Klebebands und Abdecken mit einer Folie gebildet werden. In einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform kann der Kanal 4 auch durch eine Schicht, die mit dem Boden- 3 und/oder Deckelteil 7 verbunden wird, gebildet sein. Als weitere Alternativen kann die Erhöhung durch ein Gel, stereolithographische oder photolithographische Methoden, Harze, laminierte thermoplastische Folien, etc. die eine flüssigkeitsdichte Wand erzeugen und benachbart zum Kanal 4 angeordnet werden, erzeugt werden.

Am Ende des Kanals 4 befindet sich wie in Fig. 1 dargestellt eine V-förmige Verbreiterung 6. In diese Verbreiterung 6 wird das Saugmaterial 8, vorzugsweise ein Filterpapier, welches eine komplementäre Form zur Verbreiterung 6 der mikrofluidischen Vorrichtung 1 aufweist, geschoben. Zudem kann zwischen dem Saugmaterial 8, insbesondere der Verjüngung des Saugmaterials 8, und dem Ende des Kanals 4 bzw. dem zur Probenaufgabeöffiiung 5 proximalen Ende der Verbreiterung 6 ein Spalt angeordnet sein, wodurch ein Leersaugen des Kanals verhindert wird. Weiters kann sich ein Luftpolster zwischen dem Saugmaterial 8 und dem Ende des Kanals 4 bilden.

Die Probe und weitere Reagenzien werden in die Probeaufgabeöffnung 5 eingetropft bzw. pipettiert und durch Kapillarkräfte in den Kanal 4 gezogen. Die Flüssigkeit kommt dadurch in Kontakt mit dem Filterpapier 8, welches die Probenaufgabeöffiiung 5, aber nicht den Kanal 4 leer saugt. Der Kanal 4 bleibt für nachfolgende Reaktionsvorgänge wie z.B. Wasch- und/oder Hydridisierungsvorgänge gefüllt. Wird in die Probenaufgabeöffiiung 5 erneut Flüssigkeit eingefüllt, beginnt der Vorgang von neuem.

Weitere Reagenzien bzw. Reaktionslösungen in Zusammenhang mit vorliegender Erfindung sind vorzugsweise Waschlösungen, Markierungslösungen, wie Enzym-, Gold-, etc. und die dazugehörigen Detektionslösungen, Hybridisierungslösungen und dgl.

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Entlang des Kanals 4 sind Sonden, insbesondere Nukleinsäuresonden immobilisiert. Die

Nukleinsäuresonden werden auf die planare Oberfläche des Trägers 2 aufgebracht.

Der Deckelteil 7 kann als Deckplättchen oder als Folie ausgeführt sein. Er kann aus Glas oder Kunststoff gebildet werden. Der Deckelteil 7 kann auch aus anderen Materialen gebildet sein, sofern eine Seite optisch transparent ausgebildet ist.

Die Verbreiterung 6 am gegenüberliegenden Ende des Kanals zur Probenaufgabeöffiiung 5 verhindert das Leersaugen des Kanals 4.

In einer möglichen Ausführungsform weist der Kanal 4 eine Höhe von 0,1 mm, eine Breite von 2 mm und eine Länge von 35 mm auf.

Um Verunreinigungen aus der Probe zu entfernen kann eine Filtervorrichtung vor der Pro-benaufgabeöffnung 5 angeordnet sein, wobei die Filtervorrichtung beispielsweise eine Membran oder dergleichen sein kann. Die Filtereinrichtung ist dabei beabstandet zur Probe in der Probenaufgabeöffiiung 5 angeordnet, weil sonst die Kapillarkräfte des Filters die Befüllung des Kanals 4 behindern würden. In einer alternativen Ausfuhrungsform kann die Filtereinrichtung auch so gewählt werden, dass die durch sie erzeugten Kapillarkräfte kleiner als jene durch den Kanal 4 bzw. das Reservoir 9 erzeugten Kapillarkräfte sind.

Die Fig. 2 zeigt eine alternative Ausführungsform zur erfindungsgemäßen mikrofluidi-schen Vorrichtung 1. Bei dieser Ausführungsform wird anstelle des Filterpapiers 8, wie in Fig. 1, ein Reservoir 9 auf dem Träger 2 angeordnet. Vorzugsweise wird hier das Reservoir 9 mit Hilfe des Boden- bzw. Deckelteils 3,7 gebildet. Vorteilhaft bei dieser Ausführungsform erweist sich, dass die mikrofluidische Vorrichtung 1 viel einfacher herzustellen ist.

Neben jener in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform des Querschnitts der Probenaufgabeöff-nung 5, welcher kreisrund ist, kann der Querschnitt der Probenaufgabenöffnung 5 wie in Fig. 2 gezeigt, auch ellipsoid ausgebildet sein.

Sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 2 erfolgt die Verbreiterung des Kanals 4 in Richtung des Filterpapiers 8 bzw. des Reservoirs 9 kontinuierlich.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der mikrofluidischen Vorrichtung 1. Die mikrofluidische Vorrichtung 1 umfasst ebenfalls einen Träger 2, wobei an dessen Obersei-

• · • · • · • · ·· ·· ♦ Μ· ·· • w w • · • ··· • • • • • • · • • ··· ·· • -15- te eine Probenaufgabeöffnung 5, die durch den Kanal 4 mit dem Reservoir 9 verbunden ist, angeordnet ist.

Wie bereits vorab beschrieben, wird die Probe bzw. nachfolgende Wasch- und Hybridisierungslösungen bzw. andere Reagenzien in die Probenaufgabeöffhung 5 aufgebracht, in den Kanal 4 gezogen und im Reservoir 9 die überschüssige Flüssigkeit gesammelt.

Sehr kritisch sind dabei die Abmessungen der einzelnen Bestandteile des Trägers 2. Es ist von großer Bedeutung, dass zu Beginn der Analyse die Probe so rasch wie möglich in den Kanal 4 gezogen wird. Beim Aufbringen der Hybridisierungs-, Enzym- bzw. Waschlösung ist die Geschwindigkeit von untergeordneter Bedeutung. Sehr wichtig ist allerdings die Geschwindigkeit bei der Farbreaktion. Die Lösung soll hierbei sehr langsam durch den Kanal fließen, damit möglichst lange neues und frisches Material für die Enzymreaktion herantransportiert werden kann. Die Flüssigkeitsfront ist bei der Farbreaktion schon weit in das Reservoir 9 vorgedrungen. Das Reservoir 9 besitzt eine niedrige Kapillarkraft und die Flüssigkeit ist im Vergleich zum Beginn, wo der Kanal 4 und das Reservoir 9 noch leer waren, relativ langsam und begünstigt damit die Farbreaktion.

Wie bereits vorab beschrieben, werden durch die Dimensionierung der Plattform die einzelnen Schritte gesteuert. Im Nachfolgenden sind daher ungefähre Grenzwerte für die Dimensionierung der mikrofluidischen Vorrichtung 1, insbesondere der mikrofluidischen Struktur auf der mikrofluidischen Vorrichtung 1, angeführt.

Als Beispiel beträgt die Gesamtlänge des Trägers 2 in etwa 75 mm und die Breite in etwa 25 mm. So ist die Tiefe des Kanals 4 aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,01’ mm und einer oberen Grenze von 5 mm, ausgewählt und beträgt beispielsweise 0,1 mm oder 0,2 mm.

In Bezug auf die Quererstreckung des Trägers beträgt die Breite des Kanals 4 vorzugsweise 0,4 % bis 40 % der Breite des Trägers 2. Bei dem oben erwähnten Beispiel ist die Breite des Kanals 4 ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 mm und einer oberen Grenze von 10 mm ausgewählt, und beträgt beispielsweise ca. 2 mm.

Die Länge des Kanals 4 ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 5 mm und einer oberen Grenze von 60 mm ausgewählt und beträgt beispielsweise ca. 33 mm. In Re-

I nacm0ERe;c: it I ·· ··· · ·♦ ♦ · ·· • • ♦ · ·· · • · t • • • ··· • • • ♦ • · · • • • • ♦ • · · • • ·· Mt ··· ‘ ·· ···· • -16- lation zur Gesamterstreckung des Trägers 2 beträgt die Länge des Kanals 4 vorzugsweise 6 % bis 80 %.

Die Tiefe des Reservoirs 9 ist aus einem Bereich aus einer unteren Grenze von 0,01 mm und einer oberen Grenze von 50 mm ausgewählt.

Das Fassungsvermögen des Kanals 4 ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 μΐ und einer oberen Grenze von 500 μΐ ausgewählt.

Werden Dimensionierungen des Kanals 4 gewählt, die über bzw. unter die vorab erwähnten Abmessungen hinausgehen, so ist dabei zu berücksichtigen, dass der kapillare Flüssigkeitstransport im Kanal 4 nicht zum Erliegen kommt.

Die Angaben bezüglich Tiefe, Breite und Länge der Vorrichtung 1, Kanals 4, Reservoirs 9, Probenaufgabeöffhung 5 etc. beziehen sich jeweils auf die Gebrauchsstellung. Bei Änderung der Lage ändern sich somit die Werte bezüglich Breite, Tiefe und Länge.

Der kapillare Flüssigkeitstransport kann durch eine entsprechende Dimensionierung sowohl der Breite als auch der Tiefe/Höhe des Kanals 4 bzw. des Reservoirs 9 erzeugt werden.

Beim Übergang vom Träger 2 zum Reservoir 9 ist die Vertiefung vorzugsweise gerundet bzw. in einem stumpfen Winkel ausgebildet und bildet keinen 90° Winkel, weil somit ein kontinuierlicher Übergang der Flüssigkeit vom bspw. Kanal 4 in das Reservoir 9 gewährleistet ist.

Die Probenaufgabeöffnung 5 weist ein Fassungsvermögen auf, gewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 2 μΐ und einer oberen Grenze von 5000 μΐ auf.

Das Volumen der Probenaufgabeöffhung 5 kann vergrößert werden, indem eine Kontur bzw. eine Erhöhung am Umfang der Probenaufgabeöffhung angebracht ist, sodass ein ü-berstehender Rand in Bezug auf die Oberfläche des Trägers 2 entsteht und somit ein größeres Volumen gefasst werden kann.

Die Kontur bzw. Erhöhung der Probenaufgabeöffnung 5 kann mehrstufig, insbesondere zweistufig, ausgebildet sein. | NAGfäQi^(*v- ·♦ «♦·· ·· • • ·· ·♦ ♦·*· • · ·· ·· ♦ · · · • • • • ··♦ · « • • • • · · ♦ » ·» ··· ··♦ ·· ·♦·· · -17-

Der Durchmesser der Probenaufgabeöflnung ist ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,5 mm und einer oberen Grenze von 20 mm, wobei wie bereits vorab beschrieben, der Durchmesser sowohl kreisrund, oval, ellipsoid, etc. ausgebildet sein kann.

In einem möglichen Ausfuhrungsbeispiel beträgt die Länge des Trägers 2 etwa 75 mm und die Breite des Trägers 2 etwa 25 mm, sowie die Höhe des Trägers 2 etwa 6,5 mm. Weiters beträgt der Durchmesser der Probenaufgabeöffnung 5 ca. 4 mm, die Länge des Kanals 4 sowie des Reservoirs 9 ca. 57 mm, die Länge des Reservoirs ca. 20 mm, die Länge des Kanals 4 und der Probenaufgabeöffnung 5 ca. 37 mm, sowie die Länge des Kanals 4 ca. 33 mm. Die Breite des Kanals 4 beträgt etwa 2 mm, sowie die Breite des Reservoirs 9 etwa 16 mm.

In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann das Reservoir 9 in jenem zur Proben-aufgabeöffnung 5 proximalen Bereich eine geringere Tiefe aufweisen wie im distalen Bereich des Reservoirs 9 des Trägers 2. Damit soll verhindert werden, dass die Luftauslassöffnung 14 im Reservoir 9 durch zurückfließende Flüssigkeit verschlossen wird. Die Kapillarkraft ist umso höher je niedriger der Reservoir 9 ist. Das heißt, es werden somit zuerst jene Bereiche des Reservoirs 9 gefüllt die eine geringere Tiefe aufweisen.

Die Tiefe des Reservoirs 9 im proximalen Bereich ist aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,01 mm und einer oberen Grenze von 5 mm sowie im distalen Bereich aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 mm und einer oberen Grenze von 10 mm ausgewählt. Im proximalen Bereich des Reservoirs 9 kommt es vorzugsweise zu einem linearen Anstieg der Tiefe von 0,1 mm auf 0,4 mm. Im distalen Bereich des Reservoirs 9 liegt eine konstante Tiefe von vorzugsweise 0,4 mm vor.

Fig. 4 zeigt einen Deckelteil 7 der erfindungsgemäßen mikrofluidischen Vorrichtung 1. Zudem weist der Deckelteil 7 die Führungselemente 11 auf, welche zur exakten Positionierung des Deckelteils 7 auf dem Bodenteil 3 dienen.

In einer alternativen nicht dargestellten Ausfuhrungsform kann zumindest ein Führungselement 11 an jener dem Kanal 4 abgewandten Seite des Boden- 3 und/oder Deckelteils 7 angeordnet sein, wodurch eine einfache und exakte Positionierung der Vorrichtung 1 in einem Messgerät unterstützt wird.

NACHGEREICHT --- ) MW7/nTmn ·« • • ·· • · ···· • · ·· ·· · • · • • · • • ··· • « • · • 9 9» • • «# • 9« 999 99 • 999 • -18-

In Fig. 5 ist der Bodenteil 3 einer weiteren alternativen Ausfuhrungsform der mikrofluidi-schen Vorrichtung 1 mit mikrofluidischer Struktur dargestellt.

Weiters sind in Fig. 5 komplementär zum Deckelteil 7 in Fig. 4 Führungselemente 11 im Bodenteil 3 des Trägers 2 dargestellt.

Der Kanal 4 verbreitert sich in einem ersten Bereich 12 des Reservoirs 9 und dieser verbreitert sich wiederum im zweiten Bereich 13 des Reservoirs 9. Insbesondere die Verbreiterung 6 vom Kanal 4 in den ersten Bereich 12 des Reservoirs 9 verläuft kontinuierlich.

In einer alternativen nicht dargestellten Ausfuhrungsform erweist es sich besonders vorteilhaft den letzten Bereich, unabhängig davon wie viele Bereiche angeordnet sind, so auszubilden, dass besonders hohe Kapillarkräfte wirken um einerseits eine vollständige Wanderung der Probe durch die mikrofluidische Vorrichtung 1 zu gewährleisten und andererseits es zu keinem Auslauf der Probe bzw. Reagenzien aus der mikrofluidischen Vorrichtung 1 kommen kann, was insbesondere bei infektiösem Material einen hohen Sicherheitsaspekt darstellt.

Im Bereich des Reservoirs 9 des Bodenteils 3 ist eine Entlüftungsöffhung 14 angeordnet.

Es können auch mehrere Entlüftungsöffnungen 14 angeordnet sein bzw. die Entlüftungs-Öffnungen 14 auch im Deckelteil 7 vorliegen.

Das Fassungsvermögen des Kanals 4 beträgt bei jener in Fig. 5 dargestellter Ausfuhrungs-form ca. 6 μΐ. Das Fassungsvermögen des ersten Bereichs 12 des Reservoirs 9 beträgt ca. 33 μΐ und das Fassungsvermögen des zweiten Bereichs 13 des Reservoirs 9 beträgt ca. 126 μΐ·

Fig. 6 zeigt eine Kontur im Bereich des Reservoirs, insbesondere des zweiten Bereichs 13 des Reservoirs 9.

Um die Verbindung des Deckelteils 7 mit dem Bodenteil 3 des Trägers 2 zu erleichtern, weisen der Kanal 4 und das Reservoir 9 eine umlaufende Kontur 15 auf. Die Höhe der Kontur 15 ist aus einem Bereich mit einer oberen Grenze von 5 mm und einer unteren Grenze von 0,01 mm ausgewählt. Diese Kontur erleichtert eine Ultraschall Verschweißung des Deckelteils 7 mit dem Bodenteil 3. Diese Kontur 15 kann sowohl nur bereichsweise als ·· ···· Μ · · ·· ······· · · ·

• · · · ··· · I • ·· ····'· • · · ··«· · ·· Μ· ··· ·· ···· · -19- auch vollständig umlaufend angeordnet sein.

Die Kennzeichnung der Position der Sonden entlang des Kanals 4 ist vorzugsweise in zueinander gleichen Abständen angeordnet. Die erste Kennzeichnung nach der Probenaufga-beöffhung 5 weist vorzugsweise einen größeren Abstand zur Probenaufgabeöffiiung 5 wie zur Kennzeichnung der nächsten Sonde auf. Der Abstand zur Probenaufgabenöffhung 5 beträgt wie in jener in Fig. 7 dargestellter Ausfuhrungsform ca. 4 mm und der Abstand der Kennzeichnungen der einzelnen Sonden beträgt ca. 2,25 mm.

In Fig. 7 und 8 sind weitere Ausfuhrungsform der erfindungsgemäßen mikrofluidischen Vorrichtung 1 dargestellt.

Fig. 7 und 8 zeigen eine Markierung bzw. Kennzeichnung, die die Plätze bzw. Position bezeichnen, an welcher entlang des Kanals 4 Sonden immobilisiert werden.

Die mikrofluidische Vorrichtung kann auch als Mikroarrayersatz verwendet werden. Die Anzahl der zu immoblisierenden Sonden wird durch die Größe des Kanals 4, der Sondenimmobilisierungsregionen, sowie die Abstände dazwischen bestimmt. Sondenimmobilisierungsregionen können jede Form annehmen, die durch den jeweiligen Aufbringmecha-nimus bestimmt werden; sie sind meist rund oder rechtwinkelig bzw. quadratisch.

Die Größe der Sondenimmobilisierungsregionen und der Abstände zwischen ihnen werden einerseits durch den Aufbringmechanimus beschränkt und andererseits müssen die Anforderungen der Detektionsmethode und der Signal- bzw. Bildverarbeitung eingehalten werden. Bei optischen Verfahren ist die Pixelgröße ein entscheidender Parameter. Wenn mit dem freien Auge das Vorhandensein eines Signals bestimmt werden soll, müssen die physiologischen Grenzen des Auges berücksichtigt werden. Es ist aber von Vorteil die Sondenimmobilisierungsregionen und Abstände so groß zu wählen, dass die Signale ohne Anstrengung und mit hoher Sicherheit ausgelesen werden können. Markierungen dienen als Orientierungspunkte um eine Verwechslung von Sondenimmobilisierungsregionen zu verhindern.

Die mikrofluidische Struktur am Träger 2 endet in Fig. 7 nicht mit dem Reservoir 9, sondern das Reservoir 9 verjüngt sich abermals und verengt sich gegebenenfalls wiederum bis auf die Breite des Kanals 4. Dadurch wird die Kapillarkraft die durch das Reservoir 9 er- | NACHGGiocftÄim , i ·· ···· ·· • ·· ·· ···· • • ·· ·· · · · · • · • ··· · · * • • • · · · · ·· *·· ♦ ♦♦ »· ·«·· · -20- zeugt wird erhöht und somit ist es möglich, nach Beendigung der Prozedur ein Leersaugen des Kanals 4 sicherzustellen.

In Fig. 8 ist eine weitere alternative Ausführungsform des Trägers 2 dargestellt. Hierbei werden Verlangsamungselemente 16, welche entlang des Kanals 4 angeordnet sind gezeigt. Diese Verlangsamungselemente 16 reduzieren die Durchflussgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch den Kanal 4, wodurch mehr Zeit sowohl für die Hybridisierungs-und/oder Waschvörgänge als auch für nachfolgende Farbreaktionen zur Verfügung steht.

Das zumindest eine Verlangsamungselement 16 kann sowohl in vertikaler als auch in horizontaler Richtung entlang des Kanals 4 angeordnet sein, wobei jeweils der Durchflussquerschnitt für die Probe vergrößert wird.

Das Material des Boden- bzw. Deckelteils 3,7 ist vorzugsweise Kunststoff. Der Kunststoff ist aus einer Gruppe ausgewählt umfassend Polystyrol (PS), Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET, PETP, PBTP), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), Polymethylmetacrylat (PMMA), Styrolacrylnitril (SAN), Polycarbonat (PC), Cycloolefin-Copolymere (COC) wie Cyclopenten-Polyetheylen-Copolymer, Cyclohexan-Polyetheylen-Copolymer, Cyclohepten-Polyetheylen-Copolymer sowie Cycloolefm-Polymere (COP) oder dgl. bzw. Mischungen davon..

In einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform kann das Material des Boden- 3 bzw. des Deckelteils 7 auch andere Materialien wie Glas, Metall, oder dergleichen umfassen, womit beispielsweise zumindest bereichsweise eine bessere thermische oder elektrische Leitfähigkeit des Trägers 2 erzielt werden kann.

Um den kapillaren Flüssigkeitstransport der Probe bzw. weiterer Reagenzien sicherzustellen bzw. zu ermöglichen ist es erforderlich, die Oberfläche des Trägers 2 zumindest im Bereich des Kanals 4 zu modifizieren. Hierbei erweist es sich als besonders vorteilhaft diese zu hydrophilisieren. Eine bevorzugte Möglichkeit zur Hydrophilisierung ist die Plasmapolymerisation. Dadurch kann einerseits ein hohes Maß an Hydrophilie erzeugt werden und andererseits kommt es durch die Plasmapolymerisation auch zu einer Signalverstärkung. Weiters wird dadurch in einem vor der Analyse durchgeführten Immobilisierungsprozess die Bindung von Reaktanten, wie Nukleinsäuren, Proteine, etc., verbessert, weil die chemische Funktionalität der Oberfläche verändert wird und somit eine adsorpti- I nachgereicht ·· ···· • · • • t ·· • ·· ·· ···· ·· · · · · • • • • ··· · < • • • • · · t f 4 4 ·# · ··# «· ···♦ · -21- ve, kovalente, elektrostatische, etc. Bindung erleichtert wird. Andererseits weist diese 0-berfläche während des Analysevorgangs bei Verwendung wässriger Lösungen eine geringe unspezifische Bindung von Proteinen und Nukleinsäuren auf. Dies führt zu einer Reduktion des Hintergrunds.

Weiters erweist sich von Vorteil, dass der Kanal 4 und/oder das Reservoir 9 in Hochglanz und der dazu benachbart angeordnete Bereich des Bodenteils 3 bzw. des Deckelteils 7 lichtmindemd oder mattiert ausgebildet sind, wodurch eine exakte Messung des visuellen bzw. des apparativ optischen Signals möglich ist.

Zur Bestimmung und/oder Detektion tritt der zumindest eine Analyt der Probe mit dem zumindest einem im Kanal 4 enthaltenen spezifischen Bindungspartner in Wechselwirkung. Eine zumindest temporäre Wechselwirkung zwischen der Probe bzw. dem darin enthaltenen Analyten kann auch durch in der Probenaufgabeöffhung 5 und/oder im Kanal 4 vorgelegte Reagenzien erfolgen. Diese vorgelegten Reagenzien können beispielsweise im getrockneten Zustand oder durch einen Flüssigkeitsfilm oder -tropfen vorgelegt sein.

Als Detektionsmethoden eignen sich die aus dem Stand der Technik bekannten Methoden.

Die Detektion kann sowohl visuell mit dem Auge als auch apparativ optisch erfolgen. Alternativ kann aber die Detektion auch mit einem Messgerät mittels Absorption, Transmission, Fluoreszenz, Chemilumineszenz, etc. erfolgen. Durch die enzymatische Reaktion kann auch ein elektrisches Signal erzeugt und detektiert werden.

Die mikrofluidische Vorrichtung 1 kann auch mehrere Probenaufgabeöffiiungen 5, Kanäle 4 und/oder Reservoire 9 bzw. mikrofluidische Strukturen aufweisen.

Proben können nach einer Amplifikation (PCR, NASBA, etc) aufgebracht werden, was insbesondere bei der Verwendung von signalgebenden Verfahren, die mit dem freien Auge ausgelesen werden können, den Vorteil bringt, dass keine teueren Messgeräte notwendig sind.

Analyse-Verfahren, bei denen keine Amplifikation der Probe notwendig ist, profitieren am meisten, da in diesem Falle keine Geräte, abgesehen eines Heizblocks zur Denaturierung, benötigt werden. Dies erlaubt den Einsatz auch im Feld und unwegsamen Gelände. Besonders vorteilhaft ist der Einsatz in Arztpraxen, Laboratorien bzw. Spitälern, da die Analyse fNACM^BRPirMj-rl

·· ··*· • · • · ·· · • · * · · ··· t· ···· · 22 noch während der Anwesenheit des Patienten erfolgen kann. Klassische Verfahren zum Erregemachweis züchten zuerst auf festen oder flüssigen Kulturmedien an (Primärkultur), isolieren den Erreger in eine Reinkultur, um ihn anschließend durch Differenzierung zu identifizieren. Bei diesen Methoden ist das Vorliegen einer Reinkultur eine Vorraussetzung.

Durch Einsatz des beschriebenen Analyseverfahrens kann auf eine Reinkultur und auf aufwändige Differenzierungs- und Identifizierungsschritte verzichtet werden, dadurch ergeben sich Zeitersparnisse von mehreren Stunden bis zu wenigen Tagen.

Als Analyten für die Analyse ohne Amplifikation eignen sich insbesondere Moleküle die in besonders hoher Konzentration Vorkommen. Im Falle von Bakterien, sind das rRNA, tRNA, und einige mRNAs mit hoher Expressionsrate und Plasmide, wie auch Gene oder DNA-Abschnitte mit einer höheren Anzahl von Kopien. Bei Eukaryoten kommen noch Organellen hinzu, wie Mitochondrien oder Chloroplasten. Auch hochexprimierte Proteine oder Antikörper können so nachgewiesen werden. Oft sind dies Oberflächejtiproteine oder deren Zuckerreste. Bei Viren sind es insbesondere Capsid-Proteine. Die Moleküle können aber auch Hormone oder Metaboliten sein, wie z.B.: Hormone die Schwangerschaft oder Fruchtbarkeit anzeigen.

Im Falle von Infektionskrankheiten kann die Liste der mit der erfmdungsgemäßen Vorrichtung 1 zu untersuchenden Erreger durch entsprechende Lehrbücher der klinischen Infektio-logie festgelegt werden. Für die häufigsten Erreger von Infektionskrankheiten gibt es eine Vielzahl von Sonden zur Detektion sowohl in der Patent- als auch in der wissenschaftlichen Literatur. Es gibt auch einige computer-basierte Verfahren zur Ermittlung von spezifischen Sonden sowie einige frei zugängliche Datenbanken für Sonden, mit deren Informationen Anwendungen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 durchgeführt werden können.

Anwendungsmöglichkeiten für die erfindungsgemäße mikrofluidische Vorrichtung 1 sind neben dem Nachweis von Bakterien-, Viren- und Pilzinfektionen auch die Identifikation von Individuen, etc.

Im nachfolgenden sind exemplarisch einige Beispiele angeführt, um bestimmte Infektions-

·* ♦ ·· ·· **·· • • «· ·· • · · · • • • • ··· f · • • • • • · · · ♦ · ··· ·· ···· · -23- krankheiten mit der erfindungsgemäßen mikrofluidischen Vorrichtung 1 nachzuweisen.

Die häufigsten Erreger von Hamwegsinfekten sind Escherichia coli, Proteus Spezies, Klebsiella Spezies, Enterobacter Spezies, Pseudomonas aeruginosa, aber auch Enterokok-ken, B-Streptokokken, Staphylococcus aureus und saprophyticus, Ureaplasma und Mycoplasma sind weit verbreitet, sowie verschiedene Candida Spezies. Sonden zur Immobilisierung auf der mikrofluidischen Vorrichtung 1 und zum Nachweis der genannten Erreger, wie z.B. Enterobacteriaceae sind aus der US 6,326,486, Enterobacter Cloacae aus der US 5,958,679, Escherichia coli aus der US 5,693,469 und US 5,084,565, Pseudomonas aus der US 5,677,127 und JP2004147550, Proteus mirabilis aus der US 5,683,876, Enterococci aus der US 5,994,059, Staphylococcus aus der US 5,582,974, US 6,376,186 und US 5,582,975, Actinomycetes aus der US 6,235,484 und Klebsiella pneumoniae und Staphylococcus epi-dermis aus der JP2004147550 bekannt.

Chlamydia trachomatis, Neisseria gonorrhoeae, Treponema pallidum, Gardnerella vaginalis, Beta-hämolysierende Trichomonas vaginalis und verschiedene Canididaspezies werden häufig in Zusammenhang mit Geschlechtskrankheiten detektiert. Sonden für Chlamydia trachomatis sind beispielsweise in der US 5,512,445, für Neisseria gonorrhoeae in der US 7,172,863, US 5,217,862, US 5,536,638, US 5,776,694 und US 5,432,271, und Mycoplasmen in der US 5,843,667 beschrieben. Der Nachweis dieser Erreger kann ebenfalls mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 erfolgen.

Auch diverse Pilzinfektionen können mit der mikrofluidischen Vorrichtung 1 detektiert werden. Eine Unterscheidung verschiedener Candida Spezies hilft die optimale Therapie zu wählen. Weitverbreitete Candidaspezies sind: C. albicans, C. glabrata, C. kefyr, C. kru-sei, C. parapsilosis and C. tropicalis. Auch Fungi sind auch häufige Erreger von Sepsis und können im Blutstrom mit der mikrofluidischen Vorrichtung 1 nachgewiesen werden. Sonden hierfür sind beispielsweise in der US 5,403,710, US 5,324,632, US 5,827,651, US6,605,439, WO 2007/038578, KR 2002/0033027, CN 1696311, AU 2002/257284, US 2005/5164243, JP 8089254, WO 2002/027021, US 5,707,802, US 5,763,169, US 6,180,339 und US 5,545,525 beschrieben.

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der mikrofluidischen Vorrichtung 1, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell |^ACMQßöe£i t · ·· • *« V* *«*« ·· · · · · • · · • ··· · · • · · • · · t · ·· #·* t·« ·· «··· * -24- dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst.

Der Ordnung halber sei abschließend daraufhingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der mikrofluidischen Vorrichtung 1 diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrunde liegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

Vor allem können die einzelnen in den Fig. 2; 3; 4,5,6; 7; 8 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.

| NACHGEFSC: iT • ·· ·· · • · · ··· • · • · • ♦ • I» Mt • » t ·· Ittt • · • · 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Bezugszeichenaufstellung

Vorrichtung

Träger

Bodenteil

Kanal

Probenaufgabeöffnung

Verbreiterung

Deckelteil

Saugmaterial

Reservoir

Ausnehmung Führungselement erster Bereich zweiter Bereich Entlüftungsöffnung Kontur

Verlangsamungselement

N2007/07300

Claims

«* 9 99 9· 99·« • * 99 ♦ · 9 • · · • · • 999 • ♦ • · + 9 · • · • · • • · • · ·· ··· ··· ·· 9999 9 - - Patentansprüche 1. Mikrofluidische Vorrichtung (1) zur Bestimmung und/oder Detektion zumindest eines Analyten in einer Probe umfassend einen Träger (2) aus zumindest einem Bodenteil (3), dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Kanal (4) aus dem Boden-und/oder einem Deckelteil (3,7) zum kapillaren Flüssigkeitstransport angeordnet ist, der mit einer Probenaufgabeöffnung (5) verbunden ist, wobei am der Probenaufgabeöffnung (5) gegenüberliegenden Ende des Kanals (4) eine Verbreiterung (6) angeordnet ist.
2. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbreiterung (6) zumindest bereichsweise einen kontinuierlichen Verlauf bildet.
3. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (4) durch eine Ausnehmung im Boden- (3) und/oder Deckelteil (7) gebildet ist.
4. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (4) durch Aufbringen von zumindest einer Erhöhung auf eine planare Fläche des Trägers (2) gebildet ist.
5. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Erhöhung durch zumindest eine Schicht, welche auf die planare Fläche aufgebracht ist, gebildet ist.
6. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am der Probenaufgabeöffnung (5) gegenüberliegenden Ende ein Saugmaterial (8) angeordnet ist. NACHGEREICHT N2007/07300 • « · • · « # ·· ♦ · · · • ··· · · • ♦ · · · • · · · · · t ··· ··· «· #·*· · -2-
7. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Saugmaterial (8) bereichsweise eine der Verbreiterung (6) komplementäre Form aufweist.
8. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (4) die Probenaufgabeöffnung (5) mit einem Reservoir (9) verbindet, wobei das Reservoir (9) an jenem der Probenaufgabeöffnung (5) gegenüberliegenden Ende angeordnet ist.
9. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe des Kanals (4) aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,5 % und einer oberen Grenze von 80 % in Bezug auf die Höhe des Trägers (2) ausgewählt ist.
10. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Kanals (4) aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,4 % und einer oberen Grenze von 40 % in Bezug auf die Quererstreckung des Trägers (2) ausgewählt ist.
11. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Kanals (4) aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 6 % und einer oberen Grenze von 80 % in Bezug auf die Längserstreckung des Trägers (2) ausgewählt ist.
12. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (4) ein Fassungsvermögen ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 μΐ und einer oberen Grenze von 500 μΐ aufweist.
13. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (4) und/oder das Reservoir (9) zumindest bereichsweise durch eine Kontur (15), vorzugsweise umlaufende Kontur (15), begrenzt sind. I κ··Λΐΐ«ιηη«Γ^' 4 V · t · • · 9 ·· • V · * ·· · • ··· m m v · • · • • i ·· • ·*· • · · ·*· ·· • · + *·· * -3-
14. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur (15) eine Höhe ausgewählt aus einem Bereich mit einer oberen Grenze von 5 mm und einer unteren Grenze von 0,01 mm aufweist.
15. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Bereiche des Boden- (3) und/oder Deckelteils (7) licht-mindemd bzw. mattiert ausgebildet ist.
16. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenaufgabeöflhung (5) einen annähernd runden, ellipsoiden oder polygonalen Querschnitt aufweist.
17. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenauftragsöffiiung (5) eine Erhöhung bzw. Kontur zur Vergrößerung des Aufgabevolumens der Probe mit einer Höhe ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 mm und einer oberen Grenze von 10 mm aufweist.
18. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur bzw. Erhöhung der Probenauftragsöffiiung mehrstufig, insbesondere zweistufig, ausgebildet ist.
19. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenaufgabeöffiiung (5) ein Fassungsvermögen ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 2 μΐ und einer oberen Grenze von 5000 μΐ aufweist.
20. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Probenaufgabeöffiiung (5) einen Durchmesser ausgewählt aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 1 mm und einer oberen Grenze von 20 mm aufweist. NACHGEF. • fr • fr w • fr • • fr • • 9 • ••fr mm mmm fr fr • fr fr fr fr • fr fr·· fr fr·· • fr • fr • fr fr··· fr -4-
21. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass im Boden- und/oder Deckelteil (3,7) ein oder mehrere Führungselemente (11) angeordnet sind, wobei bei Anordnung mehrerer Führungselemente (11) das zumindest eine Führungselement (11) im Bodenteil (3) vorzugsweise komplementär zum dazugehörigen Führungselement (11) im Deckelteil (7) ausgebildet ist.
22. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Reservoirs (9) des Boden- und/oder Deckelteils (3,7) / zumindest eine Entlüfhmgsöflhung (14) angeordnet ist.
23. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass am Boden- und/oder Deckelteil (3,7) eine Kennzeichnung, wie Beschriftung, Barcode, angeordnet ist.
24. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (9) ein in Bezug auf die Probenaufgabeöffnung (5) proximales und distales Ende aufweist, wobei im Bereich des proximalen Endes eine vorzugsweise kontinuierliche Veijüngung im Übergangsbereich zum Kanal (4) vorliegt.
25. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (9) aus zumindest zwei Bereichen gebildet ist, wobei ein erster Bereich (12) in seiner Quererstreckung in Bezug auf den Träger (2) breiter ausbildet ist wie der Kanal (4) und ein zweiter Bereich (13) in seiner Quererstreckung in Bezug auf den Träger (2) breiter ausgebildet ist wie der erste Bereich (12).
26. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen des ersten Bereichs (12) und/oder des zweiten Bereichs (13) des Reservoirs (9) gleich groß bzw. größer als die Summe der in die Probenaufgabe-öffnung (5) eingebrachten Volumina ist. 1 NACHGEREC; ΪΤ N2007/07300 * V t · ·· ·· • · · • · • • ··· « • · • • • · · · ·· ··· ··· ·· ···· · -5-
27. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Fassungsvermögen des ersten Bereichs (12) des Reservoirs (9) aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 5 μΐ und einer oberen Grenze von 5000 μΐ ausgewählt ist.
28. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Fassungsvermögen des zweiten Bereichs (13) des Reservoirs (9) aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 10 μΐ und einer oberen Grenze von 10000 μΐ ausgewählt ist.
29. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe des Reservoirs (9) im zur Probenaufgabeöflhung (5) proximalen Bereich geringer ist wie im distalen Bereich des Reservoirs (9) des Trägers (2).
30. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz der Tiefe vom proximalen zum distalen Bereich des Reservoirs (9) kontinuierlich verläuft.
31. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe des Reservoirs (9) im proximalen Bereich aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,01 mm und einer oberen Grenze von 15 mm ausgewählt ist.
32. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe des Reservoirs (9) im distalen Bereich aus einem Bereich mit einer unteren Grenze von 0,1 mm und einer oberen Grenze von 50 mm ausgewählt ist.
33. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Boden- bzw. des Deckelteils (3,7) vorzugsweise aus Kunststoff aus einer Gruppe umfassend Polystyrol (PS), Polyethylen (PE), Polyethylenterephthalat (PET, PETP, PBTP), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC), I NAQffiii ^ w‘ «· 9 • ·· • t »««« • • ·· ·· 1 • · • • • • • ··· • • • • • • • • • • • · · • • ·· • It ··· ·· ···· • -6- Polyamid, Nitrozellulose, Polymethylmetacrylat (PMMA), Styrolacrylnitril (SAN), Polycarbonat (PC), Cycloolefin-Copolymere (COC) wie Cyclopenten-Polyetheylen-Copolymer, Cyclohexan-Polyetheylen-Copolymer, Cyclohepten-Polyetheylen-Copolymer sowie Cycloolefin-Polymere (COP) oder dgl. bzw. Mischungen daraus ausgewählt ist.
34. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche zumindest im Bereich des Kanals (4) modifiziert, insbesondere hydrophilisiert, ist.
35. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Modifikation durch Plasmapolymerisation erfolgt.
36. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2), insbesondere der Boden- und/oder Deckelteil (3,7) im Spritzgussverfahren hergestellt sind.
37. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Kanals (4) zumindest ein Verlangsamungselement (16) angeordnet ist.
38. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Reservoir (9) im distalen Bereich in Bezug auf die Probenaufgabeöffnung (5) veijüngt.
39. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des Kanals (4) spezifische Bindungspartner, wie Sonden zur Bindung von Nukleinsäuren, wie DNA, RNA, PNA, LNA oder eine Mischform davon, spezifische Bindungspartner zur Bindung von Proteinen, wie Antikörper, Antigene, Enzyme oder Aptamere immobilisiert sind. liT n: •V «t«· «······ · · 9 I · 9 9 999 · 9 9 9 9 9 9 9 9 · 99 999 999 99 9999 · -7-
40. Mikrofluidische Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass ein Filter vor der Probenaufgabeöffiiung (5) angeordnet ist.
41. Verwendung der mikrofluidischen Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 40 zur Bestimmung zumindest eines Analyten in einer Probe.
42. Verfahren zur Bestimmung eines Analyten in einer Probe mit Hilfe einer mikrofluidischen Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 40, wobei die Probe in die Probenaufgabeöffiiung (5) aufgebracht wird und durch Kapillarkräfte in bzw. durch den zum Flüssigkeitstransport befähigten Kanal (4) transportiert wird und die Probe dabei gegebenenfalls mit im Bereich des Kanals (4) enthaltenen spezifischen Bindungspartnem in Wechselwirkung tritt.
43. Verfahren nach Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe in die Probenaufgabeöffiiung (5) aufgebracht wird und durch Kapillarkräfte in bzw. durch den zum Flüssigkeitstransport befähigten Kanal (4) transportiert wird und die Probe dabei gegebenenfalls mit im Bereich der Probenaufgabeöffnung (5) und/oder des Kanals (4) enthaltenen spezifischen Reagenzien in Wechselwirkung tritt.
44. Verfahren nach Anspruch 42 oder 43, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine weitere Reaktionslösung aus einer Gruppe umfassend Waschlösung, Hybridisierungslösung, Enzymlösung und dergleichen zur Bildung der zumindest einen Nachweisreaktion in die Probenaufgabeöffiiung (5) eingebracht wird.
45. Verfahren nach einem der Ansprüche 42 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass die Probe und/oder die zumindest weitere Reaktionslösung mittels Tropfflasche, Kapillare, Pipette, aufgebracht wird. Greiner Bio - One GmbH durch Dr. Cie:

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