CN111989159A - 用于引入样品材料的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将样品材料引入样品输入区域（53）中的系统。本发明的特征在于，样品输入区域（53）设置用于在微流体芯片（51）上或中引入样品材料。

Description

用于引入样品材料的系统和方法

技术领域

本发明涉及一种用于将位于样品提取设备上的样品材料引入样品输入区域中的系统和方法。

背景技术

由德国公开文献DE 10 2005 050 347 A1已知了一种样品提取设备、尤其活检针，其由空心针和在空心针中引导的可移动的探针构成，空心针具有带有周边边缘的远端开口，探针具有尖部和一定长度，使得尖部可以从空心针的远端开口伸出。样品提取设备例如实施为细针活检设备。样品提取设备或细针活检设备用于提取动物的、人的和/或植物的组织。借助细针活检，在疑似情况下，从例如肺、甲状腺或前列腺中提取组织材料或细胞。典型地，将该样品材料施加到对象载体上，并且由病理学家进行检查。在此例如以光学方式检查细胞的形态。通过所谓的免疫组织化学染色来鉴定细胞专属的特征。此外，也越来越多地确定细胞的基因特征。为此需要的样品制备步骤大多是大规模的，并且因此经常不能够及时实施。这在一些情况下导致，在不了解相关的突变状态的情况下开出治疗处方。

发明内容

本发明涉及一种特别是用于将样品材料引入样品输入区域中的微流体系统，其中样品输入区域设置用于在微流体芯片上或中引入样品材料。优选地，该系统包括微流体芯片。优选地，该系统包括样品输入区域，其中样品输入区域尤其是微流体芯片的一部分。

在优选的改进方案中，该系统也可以包括样品提取设备。样品提取设备例如是活检针或具有功能的或功能化的表面的生物探测器。功能的或功能化的表面有利地用于隔离来自人体的分子或细胞。利用活检针可以从患者提取在血液中循环的细胞、尤其肿瘤细胞。活检针的功能的或功能化的部件有利地被涂层，从而上皮来源细胞（其代表特定的表面蛋白质、例如EpCAM）在与针表面接触时与在那里存在的抗体（例如抗Ep-CAM）结合。EpCAM是英语术语Epithelial Cell Adhesion Molecule的简写。在应用中，活检针或生物探测器例如在30分钟内引入患者的手臂静脉中，被取出并且清洗。医生则确定固定的细胞的数量和/或确定细胞的突变状态。微流体芯片例如是芯片实验室系统的芯片实验室。微流体芯片包括微流体网络。样品提取设备优选实施为活检针，并且被确定用于使用在身体、尤其人体中。为了样品提取，活检针例如引入静脉中，以便固定在血液中循环的微粒。随后，具有样品材料的活检针被取出、清洗、染色和检查。样品材料的检查或处理、尤其修改有利地在微流体芯片中进行。由此，以简单的方式和方法能够实现直接在护理现场借助廉价的包括微流体芯片的一次性试剂盒对生物样品进行全自动分析。样品提取设备也可以在其功能表面上具有机械结构，所述机械结构能够实现从身体机械地抽取样品材料。样品提取设备例如也可以包括过滤装置，液体、如血液流动通过过滤装置，其中待检查的样品材料被过滤掉。微流体芯片可以是微流体系统的包括用来处理微流体芯片的装置的部件。有利地，在微流体芯片中预置有试剂。利用试剂则可以制备、例如清洗样品材料。

系统的优选的实施例的特征在于，在微流体芯片上的样品输入区域包括用于样品提取设备（连同位于其上的样品材料）的尤其功能的或功能化的部件的输入通道。输入通道的造型有利地匹配于样品提取设备的造型、尤其活检针的功能的部件的造型。由此明显简化样品提取设备、尤其活检针的功能的部件到微流体芯片中的导入。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，输入通道在至少一个连接部位上与微流体网络连接。由此明显简化样品材料的制备和/或处理、例如样品材料的清洗和染色。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，微流体网络的两个通道从输入通道出发。这提供了以下优点，即可以快速且简单地利用适当的清洗液体清洗输入通道连同布置在其中的样品提取设备。针对该目的，在微流体芯片中有利地集成至少一个具有限定的挤压体积的微型泵，挤压体积连接至流体网络。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，连接部位装备有流体阀。流体阀例如实施为截止阀。利用截止阀，可以在处理样品材料时根据需求截止或释放微流体网络中的两个通道之间的连接。由此，在制备样品材料时、例如在清洗时并且在随后的处理时明显简化对微流体芯片的操作。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，输入通道从微流体芯片的外侧上的连接端口出发。连接端口例如包括导入开口，通过导入开口将样品提取设备、尤其活检针的功能的部件导入输入通道中。由此，在将样品材料引入微流体芯片中时简化对样品提取设备的操作。在样品提取设备导入输入通道中之前，导入开口可以借助适当的封闭设备、例如封闭塞子来封闭。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，输入通道具有至少一个弯曲部。由此，在导入柔性的活检针时，可以有利地节约微流体芯片中的空间。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，输入通道至少部分螺旋形地延伸。这提供了以下优点，即柔性的活检针的功能的部件可以特别节约空间地安置在微流体芯片中。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，在样品提取设备上安置有密封元件，密封元件在将样品提取设备导入输入通道中之后相对于微流体芯片的环境密封连接端口和/或输入通道。由此，可靠地防止试剂从输入通道连同布置在其中的样品提取设备中不期望地逸出。密封元件特别有利地布置在样品提取设备、尤其活检针的功能的部件的后方。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，微流体芯片在密封部位上具有可从微流体芯片的外部接近的通孔，通孔与输入通道相交，并且在将样品提取设备导入输入通道之后为了密封被填充以密封和/或粘合剂材料。由此，可以以简单的方式和方法实现输入通道连同布置在其中的样品提取设备的非常有效的密封。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，输入通道具有密封凹部，安置在样品提取设备上的密封元件容纳在密封凹部中。由此，一方面确保有效地密封输入通道连同布置在其中的样品提取设备。一旦密封元件（其优选由可弹性变形的材料形成）在将样品提取设备导入输入通道中之后容纳在密封凹部中，那么此外可以有利地表示卡止作用。本发明因此还涉及用于根据本发明的系统的样品提取设备，其中样品提取设备具有密封元件，密封元件在将样品提取设备导入输入通道中之后相对于微流体芯片的环境密封连接端口和/或输入通道。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，密封凹部与连接端口间隔一定距离地布置。由此，可以改进密封作用。必要时，距离也可以是零。也就是说，密封凹部也可以直接布置在连接端口上。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，密封凹部至少部分具有截锥体的造型，截锥体沿样品提取设备的导入方向逐渐变细。截锥体的底面有利地面对连接端口。通过密封凹部的截锥形的造型，有利地可以实现在样品提取设备导入到输入通道中时、将密封元件卡入或卡扣到密封凹部中。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，样品提取设备利用密封元件倒钩式地钩在密封凹部中。有利地，密封元件固定地、至少轴向固定地与样品提取设备、尤其活检针连接。通过将密封元件钩在密封凹部中，样品提取设备利用功能的部件可靠地保持在输入通道中。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，密封元件由粘性的材料形成，该材料包围样品提取设备并且填满密封凹部。一旦密封元件填满密封凹部，那么粘性的材料可以优选利用光凝固或硬化。由此，确保样品提取设备和其功能的部件在输入通道中的特别稳定的固定。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，密封元件沿轴向方向固定在样品提取设备上。密封元件的固定可以例如以和在O形环中类似的方式和方法通过在样品提取设备上相应设计的环形槽来确保。但备选地或附加地，密封元件也可以材料融合地与样品提取设备连接，以便将密封元件固定在样品提取设备上。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，密封元件实施为O形环。由此，可以减少制造成本。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，密封元件至少部分具有截锥体的造型。密封元件的造型有利地匹配于密封凹部的造型。由此以简单的方式和方法确保足够的密封。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，密封元件实施为封装件，封装件包含至少一种粘合剂成分，并且在将样品提取设备导入输入通道中时由于机械作用破裂。封装件有利地包括多个粘合剂成分。在破裂之后，粘合剂成分混合并且硬化。由此确保非常有效地密封输入通道连同位于其中的样品提取设备。一种粘合剂成分或多种粘合剂成分的硬化也可以通过光、尤其紫外线开始。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，输入通道具有用于样品提取设备的鲁尔锁接头。通过鲁尔锁连接，以简单的方式和方法确保良好地密封输入通道连同布置在其中的样品提取设备。此外，通过鲁尔锁连接简化对样品提取设备和微流体芯片的操作。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于样品输入设备，样品输入设备容纳样品提取设备的尤其功能的部件连同位于其上的样品材料。由此，对连同位于其上的样品材料的样品提取设备的容纳可以与微流体芯片分离。这提供了以下优点，即样品提取设备的造型改变、例如柔性的活检针的弯曲可以与微流体芯片无关地实施。由此，在实施样品提取设备的造型改变时简化对样品输入设备的操作。样品输入设备可以例如在实施样品提取设备上的造型改变之后与样品提取设备和位于其上的样品材料一起与微流体芯片组合。在此，位于样品提取设备上的样品材料有利地必要时在另外的操作步骤中布置在微流体芯片的样品输入区域中。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，样品输入设备包括容纳体或容纳空间，用于容纳连同位于其上的样品材料的样品提取设备的优选柔性的部件。样品提取设备的柔性的部件例如是连同位于其上的样品材料的活检针的功能的或功能化的区段。连同位于其上的样品材料的样品提取设备的优选柔性的部件可以有利地特别节约空间地安置在样品输入设备的容纳空间中。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，在微流体芯片上的样品输入区域包括凹部，凹部用于安置样品输入设备连同样品提取设备的部件以及位于其上的样品材料。由此，进一步简化样品材料到微流体芯片中的引入。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，样品输入设备包括具有支架的空心空间，用于连同位于其上的样品材料的样品提取设备的限定变形的部件。在限定的变形中，样品提取设备的部件、尤其活检针的功能的或功能化的部件或区段优选弯曲。空心空间的壁在此有利地用于，将连同位于其上的样品材料的样品提取设备的部件变为期望的形状。空心空间的壁特别有利地用于表示夹紧支架，当活检针弯曲或卷曲时，活检针压抵夹紧支架。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，连同位于其上的样品材料的样品提取设备的部件至少部分圆弧形地弯曲。由此，连同位于其上的样品材料的样品提取设备的部件可以有利地特别节约空间地安置。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，连同位于其上的样品材料的样品提取设备的部件仅在一个平面中限定地变形。由此以简单的方式和方法能够实现将连同位于其上的样品材料的样品提取设备的部件特别节约空间地安置在微流体芯片的样品输入区域中。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，样品输入设备包括空心柱体连同用于微流体芯片的接头。空心柱体可简单地制造，并且示出用于连同位于其上的样品材料的样品提取设备的部件的足够大的容纳空间。用于微流体芯片的接头例如简单地是通孔，通孔连接容纳空间与微流体芯片的流体网络。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，样品输入设备包括容纳体，容纳体具有螺旋形的容纳通道，用于连同位于其上的样品材料的样品提取设备的部件。容纳体例如具有笔直的圆柱的造型。螺旋形的容纳通道有利地引入容纳体的外部的护套面中。螺旋形的容纳通道可以例如通过铣削在容纳体中产生。当容纳体由适当的注塑材料、尤其塑料材料形成时，螺旋形的容纳通道也可以利用适当的工具例如通过注塑、通过成形示出。在容纳体和样品提取设备的部件与空心柱体一起安置在微流体芯片上之前，具有螺旋形的容纳通道的容纳体与样品提取设备的布置在容纳通道中的部件和位于其上的样品材料一起有利地安置在空心柱体中。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，样品输入设备包括容纳体，容纳体具有容纳部，用于连同位于其上的样品材料的样品提取设备的部件的端部或区段。在容纳体运动、尤其转动之前，连同位于其上的样品材料的样品提取设备的部件利用端部或区段布置在容纳体中，以便使连同位于其上的样品材料的样品提取设备的部件缠绕在一个或多个容纳体上。由此，进一步简化对样品提取设备的操作。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，容纳体包括输入通道，用于连同位于其上的样品材料的样品提取设备的部件。这提供以下优点，即连同位于其上的样品材料的样品提取设备的部件、尤其活检针的柔性的功能的或功能化的区段可以简单地插入容纳体中，以便将样品材料引入容纳体中。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，输入通道具有至少一个弯曲部。由此，以简单的方式和方法能够实现将连同位于其上的样品材料的样品提取设备特别节约空间地安置在容纳体中。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，输入通道至少部分螺旋形地延伸。在容纳体和微流体芯片结合在一起之前，活检针的柔性的区段可以以简单的方式和方法变为期望的螺旋形状。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，容纳体与样品提取设备的部件的容纳在容纳部中的端部或区段和位于其上的样品材料可转动地布置，以便将连同位于其上的样品材料的样品提取设备的部件缠绕在容纳体上或处。由此，简化对样品提取设备的操作，并且同时能够实现样品材料的特别节约空间的安置。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，容纳体与样品提取设备的部件和位于其上的样品材料通过将压力施加到容纳体上可以运动到具有样品输入区域的微流体芯片的凹部中。由此，可以以简单的方式和方法防止在样品材料引入微流体芯片中时的不期望的错误操作。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，容纳体在设置在微流体芯片上的引导体中引导。例如通过空心柱体表示引导体。有利地，容纳体不仅可转动地并且可轴向移动地容纳在引导体中。由此，可以有利地提高样品输入设备的功能性。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，引导体具有至少一个导入开口，用于连同位于其上的样品材料的样品提取设备的部件。通过导入开口可以简单插入样品提取设备、尤其活检针。在插入之后，优选柔性的活检针则在容纳体中变为期望的形状。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，引导体具有两个相反的开口，用于使连同位于其上的样品材料的样品提取设备的部件穿过。在导入时，样品提取设备、尤其活检针首先插入通过第一开口，随后通过容纳体并且最后通过两个相反的开口的第二开口。连同位于其上的样品材料的样品提取设备的部件可以通过转动体的转动非常实际地并且快速地缠绕到容纳体上。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，引导体具有止挡体，止挡体能够实现容纳体的转动，并且防止容纳体平移运动到微流体芯片上。由此，可以在缠绕连同位于其上的样品材料的样品提取设备的部件时可靠地防止容纳体的不期望的错误操作。只有当缠绕过程结束时，缠绕的样品提取设备才布置在微流体芯片的输入区域中。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，止挡体具有至少一个预设断裂部位，预设断裂部位在其激活时释放容纳体在微流体芯片上的平移运动。由此，在缠绕过程结束后，可以以简单的方式和方法、尤其通过用手挤压到容纳体上，快速且可靠地将连同位于其上的样品材料的样品提取设备的部件布置在微流体芯片的输入区域中。

该系统的另外的优选的实施例的特征在于，容纳体设有密封件，密封件将在微流体芯片上或中的样品输入区域相对于环境密封。密封件因此可以实施，或因此可以与O形环类似地实施，O形环布置在容纳体的相应的环形槽中。在具有密封件的容纳体平移运动到微流体芯片上的情况下，密封件布置在至少一个输入开口或两个前述的使连同位于其上的样品材料的样品提取设备的部件穿过的开口的区域中，从而可靠地封闭一个开口或多个开口。密封件在此有利地在下压容纳体时自动被带到期望的密封位置中。

在优选的实施方式中，样品输入区域、网络、样品输入设备、接头、适配器部件等的全部或部分被涂层，从而最小化样品材料在通道壁上的吸附。这可以例如通过湿化学的表面改性或气相沉积来实现。例如，在溶剂（如FC-4O）中的硅烷（如PFOTS或APTES）或N-庚烷可以沉积在相应的表面上，以便最小化样品材料与芯片接触表面之间的相互作用。大写字母PFOTS代表英语术语Perfluorooctyl Trichlorosilane。大写字母APTES代表3-Aminopropyltriethoxysilane。FC-40是3M公司的氟化的溶剂。N-庚烷是来自烷烃基团的链状烃。

在减去连同位于其上的样品材料的样品提取设备的部件的体积、尤其活检针或具有样品材料的活检针的功能的或功能化的区段的线体积之后，优选实施为样品输入腔的样品输入区域优选具有一微升与一百微升、优选十微升与五十微升之间的液体体积。通道、尤其输入通道、以及样品提取设备或微流体芯片的剩余的通道可以具有圆形的、多边形的或四边形的横截面。通道的典型的结构大小在一微米与五毫米、优选十微米与一毫米之间。之前描述的密封凹部的截锥形的或锥形的留空部可以具有圆形的横截面。椎体或截锥体的底面的典型的直径在一与五毫米之间。

样品提取设备例如是具有固定的样品材料的细活检针。在此固定最小的组织（通常是肿瘤组织）。活检针的功能化的或功能的区段优选是具有固定的细胞、即循环的肿瘤细胞、血细胞和/或免疫细胞的功能化的线。功能化的线有利地设有连接在其上的脱氧核糖核酸、核糖核酸、蛋白质、脂质、细胞、细菌。活检针的功能的或功能化的部件也可以包括具有磁珠的功能化的磁线，磁珠具有样品材料、如蛋白质。从纳米到毫米的数量级中的珠子或颗粒被称为磁珠。磁珠例如由磁的或可磁化的、尤其铁磁的材料形成。

本发明此外还涉及一种用于前述的系统的微流体芯片、样品输入设备、容纳体和/或密封件。所提到的部件是可单独操作和单独交易的。

用于在样品输入区域中引入位于样品提取设备上的样品材料的方法的特征在于，样品提取设备的部件布置在微流体芯片的样品输入区域中，以便将位于样品提取设备上的样品材料引入微流体芯片中、尤其前述的系统的微流体芯片中。样品提取设备例如包括具有功能的或功能化的区段的活检针，该区段直接布置在微流体芯片的样品输入区域中。但在样品提取设备和样品输入设备一起布置在微流体芯片的样品输入区域中之前，样品提取设备也可以首先布置在样品输入设备中。

可以得到随后的优点：适当的微流体结构能够实现将活检针输入到芯片实验室上。这能够实现在护理现场对组织/细胞进行全自动的分析，并且因此能够实现及时获得基因结果。利用用于微流体系统的样品输入可能性，可以在肿瘤学领域中实施分析，这扩大了芯片实验室系统的应用范围。活检针导入微观体积中。由此，能够实现将生物样品材料转移到微流体体积中。这相对于现有技术例如具有以下优点，即样品在液相中以较高的浓度存在。除了对细胞进行基因分析以外，还可以给细胞染色，并且在芯片实验室上给细胞计数。还可以依次实施如下步骤、即给细胞计数并且对细胞进行基因分析，这提高了关于细胞病理状况的信息含量。通过集成到芯片实验室上确保的是，处理每个结合的细胞。这尤其在很小的细胞数量的情况下是有益的。可以避免在外部处理中由于操作造成的可能的细胞损耗。输入原理能够实现样品材料从样品源（通常是患者）到分析平台的直接转移。这明显减少了手动步骤的数量。在此，不仅减少了通过实验室人员造成的错误，而且减少了可能的污染源。分析尽可能在封闭的系统中进行。因为所有需要的化学试剂可以预存在芯片实验室分析单元上，所以在直接的针输入中，不必将附加的化学试剂存储在容器中。这使产品更加人性化。

附图说明

本发明的另外的优点、特征和细节由随后的说明书得到，在说明书中参考附图详细描述不同的实施例。

其中：

图1示出了具有微流体网络和样品输入区域的微流体芯片的示意图；

图2示出了图1的片段图，其具有样品输入区域和通孔，通孔延伸穿过微流体芯片的输入通道；

图3示出了和在图2中相同的片段图，其具有在输入通道中的密封凹部；

图4示出了和在图2和3中相同的片段图，其具有鲁尔锁接头；

图5示出了实施为活检针的样品提取设备；

图6示出了图5的样品提取设备，其具有实施为O形环的密封元件；

图7示出了图5的样品提取设备，其具有由可变形的粘性的材料构成的密封元件；

图8示出了图5的样品提取设备，其具有截锥形的密封元件；

图9示出了图5的样品提取设备，其具有鲁尔锁雄性体；

图10示出了实施为具有适配器的活检针的样品提取设备，其具有功能的或功能化的端部区段；

图11示出了图10的样品提取设备，其具有变形的功能的端部区段连同微流体芯片，微流体芯片与样品输入设备组合；

图12至15以不同的视图示出了图11的样品输入设备的实施例；

图16和17以立体图示出了图11的样品输入设备的第二实施例；

图18至20以三个截面图示出了图11的样品输入设备的第三实施例；

图21至23以三个视图示出了图11的样品输入设备的第四实施例；并且

图24和25以截面图在两个运行位置中示出了图11的样品输入设备的细节，其具有密封元件。

具体实施方式

图1中示意性示出了根据本发明的用于利用微流体芯片1引入样品材料的系统120的实施例。微流体芯片1整体地实施有用于活检针的输入可能性。但微流体芯片1也可以多件式地实施。

微流体芯片1包括与样品输入区域3连接的微流体网络2。样品输入区域3包括输入通道4。输入通道4从微流体芯片1的外侧6上的连接端口5出发。

输入通道4具有两个连接部位11、12，其示出流体分支。第一通道7从输入通道4的连接部位11出发。第二通道8从输入通道4的连接部位12出发。输入通道4通过通道7、8与微流体芯片1的流体网络2连接。

在连接部位11、12上分别布置有流体阀9、10。在处理样品输入区域3中的样品材料时，利用流体阀9、10根据需求截止或释放输入通道4与通道7、8之间在连接部位11、12上的连接。通过流体阀9、10，输入通道4可以在处理样品材料期间与微流体网络2分离，或耦合至微流体网络。

图5中示出了样品提取设备30的实施例。样品提取设备30作为活检针装备有特别的功能区域31。在活检针30的特别上功能区域31上粘附有样品材料，样品材料借助样品提取设备30从身体、例如从人体的静脉提取出。

待检查的活检针30通过连接端口5引入微流体芯片1的输入通道4中。在活检针（图5中的30）引入输入通道4之后，也被称为封闭端口5的连接端口5流体并且气动地密封实施为试剂盒的微流体芯片1的内部。为了密封，如在图6至8中示出的那样，活检针30可以具有附加的密封元件33；35；37。密封元件33；35；37有利地布置在活检针30的功能区域31的后方，其也被称为主动的尖部。

图2中示出了，可以表示芯片实验室的微流体芯片1有利地装备有密封凹部20。密封凹部20包括通孔21，通孔横向于输入通道4地延伸通过微流体芯片1。通孔21与输入通道4相交，其中通孔21具有比输入通道4明显更大的直径。

通孔21例如可以被钻孔、铣削或冲压到实施为试剂盒的微流体芯片1中。在活检针30输入到输入通道4中之后，通孔21为了密封有利地完全被填充以粘合剂。通过粘合剂，使输入通道4连同位于其上的活检针30在图2中在通孔21的上方相对于微流体芯片1的环境密封。

图3中示出了，为了密封目的，输入通道4也可以装备有密封凹部23。密封凹部23具有截锥体24的造型。截锥体24具有底面25，底面与微流体芯片1的外侧6间隔距离26地布置。距离26也可以是零。

为了密封目的，在输入通道4的截锥形的密封凹部23中可以容纳其中一个密封元件33；35；37，如在图6、7、8中看到的那样，密封元件可以安置在活检针30上。

密封元件33的在图6中示出的实施例由可压缩的包围活检针30的O形环构成。在将活检针30导入或输入到输入通道4中时，实施为O形环的密封元件33倒钩式地不可逆地容纳在截锥形的密封凹部23中。

图7中示出了，密封元件35也可以由可变形的、粘性的材料形成，该材料在活检针30输入或导入输入通道4中时完全填满截锥形的密封凹部23。因此，材料可以例如以光被硬化，以便给密封元件35提供固定的造型。

根据在图8中示出的特别优选的实施例，密封元件37由锥形的或截锥形的封装件构成，封装件包括至少一个粘合剂成分、优选多个粘合剂成分。通过在活检针30输入或导入输入通道4中时的机械作用使封装件破裂，由此，粘合剂成分混合，并且必要时在紫外线照射后，利用活检针将密封凹部23密封。

图4和9中示出了，输入通道4或连接端口5的密封也可以通过鲁尔锁连接实现。在图4中，连接端口5实施为鲁尔锁凹部28。也被称为雌性凹部的鲁尔锁凹部28与活检针30上的鲁尔锁插接部件39互补地实施，鲁尔锁插接部件在图9中示出。鲁尔锁插接部件39也可以被称为雄性插接部件。在活检针30利用功能区域31导入输入通道4中时，鲁尔锁插接部件39密封地容纳在微流体芯片1的鲁尔锁凹部28中。

图10中示出了样品提取设备40的实施例，样品提取设备作为活检针41实施有功能的或功能化的部件42。功能的或功能化的部件42例如设有特别的涂层。活检针41此外包括非功能的部件43，在其自由端部上设置有适配器部件44。非功能的部件43优选没有被涂层，但可以由和功能的部件42相同的材料形成。

在提取样品材料时，待检查的样品材料有利地粘附在活检针40的功能的部件42上。适配器44能够实现活检针41的手动的使用。为了处理，有利地将仅功能的部件42和活检针41的尽可能少的非功能的部件43引入到芯片实验室平台上。

图11中示意性示出了用于利用微流体芯片51引入样品材料的系统130的实施例，微流体芯片表示芯片实验室系统或属于芯片实验室系统。在微流体芯片51的上方通过线条46示出，功能的部件42与实施为活检针41的样品提取设备40的适配器44和非功能的部件43分离。

此外，在图11中通过圆47在活检针41的功能的部件42的端部上示出了，功能的部件42在其造型中有利地被改变，从而使活检针41的功能的部件42匹配于样品输入设备54，样品输入设备表示样品腔。样品输入设备54可以利用活检针41的在其造型中改变的功能的部件42布置在微流体芯片51的样品输入区域53中。

活检针41的功能的部件42例如由细长的线形成，该线如通过圆47在图11中示出的那样过渡为倒圆的形状。针对该目的有利的是，活检针41由可弯曲的或柔性的材料构成。在活检针41的功能的部件42上的造型改变提供以下优点，即优选由线形成的功能的部件42可以特别节约空间地在样品输入区域53中安置到芯片实验室51上。

微流体芯片51有利地包括凹部55，用于安置样品输入设备54，凹部的造型匹配于样品输入设备54。在凹部55中布置有微流体芯片51的样品输入区域53。

在图12至15中以不同的视图示出了样品输入设备54的实施例。样品输入设备54包括具有适配器部件57的空心柱体56，适配器部件表示用于手动使用样品输入设备54的手柄。空心柱体56此外包括用于微流体芯片（图11中的51）的接头58。

空心柱体56限界空心空间59，空心空间在空心柱体56的背对适配器57的端部上表示用于活检针41的功能的部件42的容纳空间60。在容纳空间60中布置有用于活检针41的功能的部件42的支架61。支架61具有带有缝隙62的立方体的造型，在缝隙中可以夹入活检针41的功能的部件42的端部或区段。

在图13中看到，由线形成的具有功能的部件42的活检针41变为环形的几何形状。在图14中，以虚线立体地示出表示用于活检针41的容纳空间60的空心空间59。在图15中仅立体地示出具有缝隙62的支架61。

图16和图17中示出了，样品输入设备54也可以包括具有螺旋形的容纳通道65的容纳体64。容纳体64具有笔直的圆柱的造型，并且也可以被称为塞子。螺旋形的容纳通道65作为通道螺旋例如从上到下铣削到塞子或容纳体64中。

容纳体64为了表示样品输入设备54布置在空心柱体67中，空心柱体在图17中仅立体地示出。空心柱体67具有用于微流体芯片（图11中的51）的接头68。接头68实施为空心柱体67中的通孔，并且能够实现通向芯片实验室51的微流体网络的入口。

活检针41有利地通过移入容纳通道65变为期望的螺旋形状。空心柱体67（其与塞子64和活检针41的功能的部件42一起表示样品输入设备54）可以经由接头68、通过微流体芯片51以流体方式控制。被铣削的容纳体64与相对薄的空心柱体67的组合简化了要求保护的系统的制造。

图18至20中在不同的视图或运行位置中示出了在系统140中用于引入样品材料的样品输入设备54作为转动设备的实施例。样品输入设备54包括具有适配器部件73的容纳体72，适配器部件能够实现样品输入设备54的手动的或用手操作的运行。容纳体72包括用于活检针41的功能的部件42的输入通道74。在输入通道74的上方，容纳体72具有密封件75。

容纳体72在空心柱体77中是可转动的，空心柱体表示用于容纳体72的引导体。空心柱体77尤其与微流体芯片81一体式地实施。微流体芯片81包括微流体网络82和样品输入区域83。

空心柱体77在微流体芯片81的样品输入区域83的上方具有两个开口78、79，开口相反地布置，如在图18中看到的那样，能够使活检针41穿过。图18中示出了，活检针41利用其功能的部件42首先装入到容纳体72的输入通道74中。

图19中通过箭头88示出了，活检针41的功能的部件42通过容纳体72在空心柱体77中的转动过渡为期望的圆形的形状或造型。输入通道74表示用于活检针41的功能的部件42的装入设备。

装入设备相对于两个开口78、79平坦地位于空心柱体77中，空心柱体表示样品输入腔。此外，表示转动柱体的容纳体72在空心柱体77的开口78、79的区域中具有收缩部或凸肩。在样品输入区域83的上方的空心柱体77中，收缩部或凸肩表示空心空间、尤其环形空间，空心空间用于容纳活检针41的功能的部件42的缠绕的线。通过空心空间、尤其环形空间可以以简单的方式和方法控制样品腔体积。通过转动吸入活检针41，并且同时将其变为正确的形状或造型。

实施为转动柱体的容纳体72在其上方的端部上、在适配器或适配器部件73的下方具有环形槽85，止挡体86嵌入环形槽中。止挡体86从空心柱体77径向向内凸出，并且设有至少一个预设断裂部位。通过具有预设断裂部位的止挡体86，将表示转动柱体的容纳体72在转动时保持在正确的高度上。

如果活检针41的功能的部件42被卷起或缠绕，那么有利地手动向下挤压容纳体或转动柱体72，如在图20中通过箭头89示出的那样。在此，止挡体86的预设断裂部位断裂。同时，如期望的那样，活检针41的缠绕到容纳体72的下方的端部上的功能的部件42布置在微流体芯片81的样品输入区域83中。

在下压容纳体72时，此外，密封件75布置在空心柱体77中的开口78、79的下方，从而利用活检针41的功能的部件42密封样品输入区域83。由此可靠地防止液体从微流体网络或系统不期望地逸出。

在图21至23中以不同的视图示出了具有微流体网络92和样品输入区域93的微流体芯片91连同样品输入设备54的实施例。样品输入设备54包括容纳体94连同输入通道95，如在图23中看到的那样，输入通道在由x轴和y轴撑开的平面中蜗杆形地延伸通过容纳体94。输入通道95从导入开口96出发，通过导入开口，活检针41可以利用其功能的部件42被导入。

此外在图23中看到的是，容纳体94具有两个连接开口97、98，连接开口连接输入通道95与微流体芯片91中的微流体网络92。容纳体94可以在引导体99中平移地从上向下移动，如从图21和22的概览中得到的那样。

引导体99有利地包括（未示出的）导入开口，该导入开口在容纳体94的在图21中示出的状态中与导入开口96对齐地布置。这提供以下优点，即活检针41的功能的部件42可以简单地通过两个开口导入输入通道95中。

在导入或塞入优选由柔性的线形成的活检针41的功能的部件42时，活检针41具有在图23中示出的造型。在容纳体94上安置有密封件100，在例如手动下压容纳体94之后，密封件密封样品输入区域93，如在图22中看到的那样。

与所示出的不同，容纳体94可以实施为固定的塞子，该固定的塞子不能在引导体91中运动。活检针41可以例如经由相应设计的输入通道95、通过容纳体94被推挤到微流体芯片91的样品输入区域93中。

在图24和25中，在不同的位置中示出了具有微流体网络102和样品输入区域103的微流体芯片101以及容纳体104的实施例，以便阐述密封件110的功能，密封件安置在容纳体104上。容纳体104可以在引导体108中平移运动。

在图24中通过箭头106示出了，通过输入开口105，可以将活检针的功能的部件导入环形空间107中，环形空间例如相应于在图18至20中未详细示出的、但被描述的环形空间。密封件110例如实施为硅酮O形环，并且布置在容纳体104的环形槽中。

在图24中，密封件110安置在输入开口或导入开口105的上方。如果也被称为插头的容纳体104被下压，那么密封环110密封输入开口105，如在图25中看到的那样。

在图1至25中描述的实施例的部件可以廉价地在大的件数中以注塑法或借助共挤压由适当的塑料材料制成。备选地或附加地，可以使用已知的三维打印法。此外有利地可以使用切削方法、如铣削或其他的消减方法、例如激光烧蚀。

部件、尤其适配器部件此外可以由聚合的塑料材料、如PC、COC、COP、PMMA、PTFE、PEEK、ABS、PE、PDMS构成或形成。此外，所有或各个部件可以由金属材料、尤其由铝材料构成或形成。附加地，弹性材料、如PTU、TPE、PDSM、橡胶或聚氨酯可以用于表示封闭盖。

图2中的通孔21的封闭例如利用粘性的紫外线粘合剂或热粘合剂实施。典型的处理温度范围在二十至六十摄氏度之间。粘性的粘合剂材料的粘度有利地在一千至五千厘泊秒之间。

密封件和密封元件例如可以由工业粘土或两组分粘合剂形成。实施为O形环的密封元件例如由FFPM；PE、PTFE形成。之前使用的具有大写字母的简写是例如为了表示塑料常见的缩写符号。

Claims (15)

1.用于将样品材料引入样品输入区域（3；53；83；93；103）中的系统（120；130；140），其特征在于，所述样品输入区域（3；53；83；93；103）设置用于在尤其微流体芯片（1；51；81；91；101）上或中引入样品材料。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统（120；130；140）包括样品提取设备（30；40）、尤其活检针。

3.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，样品输入区域（3）在微流体芯片（1）上包括输入通道（4），所述输入通道用于连同位于其上的样品材料的样品提取设备（30；40）的部件（42）。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述输入通道（4）在至少一个连接部位（11、12）上与微流体网络（2）连接。

5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，在样品提取设备（30）上安置有密封元件（33；35；37），在将样品提取设备（30）导入输入通道（4）中之后，所述密封元件相对于微流体芯片（1）的环境密封连接端口（5）和/或输入通道（4）。

6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于样品输入设备（54），所述样品输入设备容纳连同位于其上的样品材料的样品提取设备（40）的部件。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述样品输入设备（40）包括容纳体（64；72；94；104）或容纳空间（60），用于容纳连同位于其上的样品材料的样品提取设备（40）的优选柔性的部件（42）。

8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，样品输入区域（53）在微流体芯片（51）上包括凹部（55），用于安置样品输入设备（54）连同样品提取设备（40）的部件（42）和位于其上的样品材料。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的系统，其特征在于，所述样品输入设备（54）包括空心柱体（56；67）连同用于微流体芯片（51）的接头（58；68）。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的系统，其特征在于，所述样品输入设备（54）包括一具有螺旋形的容纳通道（65）的容纳体（64），所述容纳通道用于连同位于其上的样品材料的样品提取设备（40）的部件（42）。

11.根据权利要求6至9中任一项所述的系统，其特征在于，所述样品输入设备（54）包括具有容纳部（70）的容纳体（72），所述容纳部用于连同位于其上的样品材料的样品提取设备（40）的部件（42）的端部或区段。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述容纳体（72；94）包括输入通道（74；95），所述输入通道用于连同位于其上的样品材料的样品提取设备（40）的部件（42）。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的系统，其特征在于，所述容纳体（104）设有密封件（110），所述密封件将在微流体芯片（101）上或中的样品输入区域（103）相对于环境密封。

14.用于根据前述权利要求中任一项所述的系统的样品提取设备（30），其特征在于，所述样品提取设备（30）具有密封元件（33；35；37），在将样品提取设备（30）导入输入通道（4）中之后，所述密封元件相对于微流体芯片（1）的环境密封连接端口（5）和/或输入通道（4）。

15.用于将位于样品提取设备（30；40）上的样品材料引入样品输入区域（3；53；83；93；103）中的方法，其特征在于，所述样品提取设备（30；40）的部件布置在微流体芯片（1；51；81；91；101）的样品输入区域（3；53；83；93；103）中，以便将位于样品提取设备（30；40）上的样品材料引入微流体芯片（1；51；81；91；101）中、尤其根据权利要求1至13中任一项所述的系统的微流体芯片（1；51；81；91；101）中。

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