CN114786815A

CN114786815A - 容纳流体的容纳单元、制造容纳单元的方法和设备、运行容纳单元的方法和设备以及容纳装置

Info

Publication number: CN114786815A
Application number: CN202080087686.6A
Authority: CN
Inventors: D·S·珀德比尔
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-12-18
Filing date: 2020-12-17
Publication date: 2022-07-22
Also published as: JP2023507599A; DE102019220017A1; EP4076751A1; KR20220114600A; US20230017412A1; WO2021122980A1

Abstract

本发明涉及一种用于容纳流体的容纳单元（105），其中该容纳元件（105）具有容纳元件（125），该容纳元件具有容纳表面（130）和至少一个微腔（135），该至少一个微腔在容纳元件（125）中位于容纳表面（130）上并且被成形用于容纳流体。此外，该容纳表面（130）在至少一个与该至少一个微腔（135）相邻的部分区域具有亲水表面特性。

Description

容纳流体的容纳单元、制造容纳单元的方法和设备、运行容纳单元的方法和设备以及容纳装置

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分所述的用于容纳流体的容纳单元、用于制造容纳单元的方法和设备、用于运行容纳单元的方法和设备以及容纳装置。本发明的主题也是一种计算机程序。

背景技术

尤其是微流控分析系统、即所谓的芯片实验室（Lab-on-Chips）适合于在所谓的护理点（Point-of-Care）的分子诊断测试，这些微流控分析系统能够实现对患者样品的全自动化的分析。复杂的测试通常需要执行多个彼此独立的检定反应，以便对在待检查样品中的不同靶标进行定址。

发明内容

在该背景下，利用这里所提出的方案，提出根据独立权利要求所述的经改进的容纳单元、经改进的方法，还提出根据独立权利要求所述的使用这些方法的经改进的设备，以及最后提出根据独立权利要求所述的相对应的计算机程序。通过在从属权利要求中提及的措施，对在独立权利要求中说明的设备的有利的扩展方案和改进方案都是可能的。

通过这里提出的方案，能够相对于现有技术而言更可靠地填充微腔，同时能够容易引入以及预存放在微腔中被干燥的试剂，以及在受控地用流体、例如样品液体来填充这些微腔时避免了预存放在这些微腔中的试剂的溢出（Verschleppung）的风险。同样，在用流体填充的微腔中发生的反应的串扰通过用第二种流体、也就是说被样品液体填充的微腔的适合的密封液进行密封来被阻止，例如以便在微腔中执行不同的彼此独立的扩增反应，例如以检定各种DNA靶标。

提出了一种用于容纳流体的容纳单元，该容纳单元具有容纳元件，该容纳元件具有容纳表面，该容纳表面具有至少一个微腔，该至少一个微腔在该容纳元件中位于该容纳表面上并且被成形用于容纳流体，并且该容纳表面至少在该容纳表面的与该至少一个微腔相邻的部分区域具有亲水表面特性。

该容纳单元例如可以在容纳装置中使用，该容纳装置被设计用于例如对样品进行测试。流体例如可以被实现为液体，诸如样品液体。样品液体例如可以是水溶液，例如从生物物质、例如人类来源、如体液、涂片、分泌物、痰液、组织样品或附有样品材料的设备中获得。在样品液体中例如存在医学、临床、诊断或治疗相关的品类，诸如细菌、病毒、细胞、循环肿瘤细胞、无细胞DNA、蛋白质或其它生物标志物或尤其是来自所提到的对象中的组分。例如，样品液体是主混合物或其组分，例如用于在容纳元件中例如为了在分子层面的DNA检定而执行至少一个扩增反应，诸如等温扩增反应或聚合酶链式反应。该容纳元件尤其被成形为样品载体，该样品载体的容纳表面例如至少在与该至少一个微腔相邻的部分区域具有亲水特性。位于容纳表面中的微腔例如也可以称为腔或留空部，尤其突出的是作为具有在亚毫米范围内的尺寸的腔。微腔可以与此相对应地具有空腔，以便可以容纳流体。此外，微腔可以拥有惰性的并且生物相容性高的表面特性，以便在其中例如执行分子DNA检定反应，诸如等温扩增反应或聚合酶链式反应。对于设备的功能来说、尤其是对于用第二不混溶相覆盖微腔中存在的水相来说，例如毛细力和表面力都是重要的。对于大型宏观型腔来说，无法确保该功能。

按照一个特别有利的实施方式，该容纳单元具有多个另外的微腔，这些另外的微腔可以在该容纳元件中位于容纳表面上并且可以被成形用于容纳流体。在此，该微腔和多个另外的微腔可以布置在布置区域、尤其是容纳表面的正方形、圆形、矩形或椭圆形区域，尤其是距容纳表面的边缘有指定的间隔，尤其是根据六边形、正方形或矩形图案，其中尤其是在该微腔与所述多个另外的微腔之间，容纳表面具有亲水表面特性。通过该布置区域的外边界距容纳表面的边缘、也就是说该容纳单元的外边缘的指定的间隔，外部区域、即所谓的间隔区域例如可以被用于在制造时用自动装配机（拾放机器人（Pick-and-Place-Roboter））来处理该容纳单元，而该自动装配机（拾放机器人）无需与这些微腔的对于该容纳单元的功能来说尤其是重要的布置区域发生接触并且不会在那里导致表面或微腔的可能的污染。通过根据六边形图案来布置这些微腔，可以在相邻微腔之间有恒定间隔的情况下实现这些微腔的特别高的面密度。通过以正方形或矩形图案布置这些腔，可以实现对这些腔的特别容易的分配。在一个有利的实施方式中，该容纳单元具有另外的、尤其是也在这些腔的布置区域之外与容纳表面相邻的结构，这些结构用于微腔的分配或定位（Referenzierung）。这些结构例如是用于借助于阵列点样系统（Array-Spotting-System）、例如基于压电的精细分配系统来将试剂标准化地引入到微腔中或者用于在光学读取仪器中分配这些腔的调整标记，该光学读取仪器例如探测由在该容纳单元的微腔中的检定反应发出的荧光信号。此外，也可设想的是：不同试剂被引入或提供到不同的微腔中，使得例如在这些微腔中可以实施不同的检定反应。

按照一个实施方式，微腔可具有至少一个基本上垂直于容纳表面取向的侧壁。有利地，微腔的所有侧壁也可以基本上垂直于容纳表面地取向。由此，例如能够特别容易制造该容纳元件。基本上垂直取向的一个或多个侧壁例如可以相对于容纳表面呈80°至100°的角度。有利地，由此可以——结合微腔的指定的适合的纵横比和/或在使用已被引入到微腔中的添加剂的情况下——将在填充期间例如预存放在微腔中的试剂的溢出或排出例如减少到小于在微腔中提供的量的10%。尤其是，例如可以在该至少一个微腔中预存放特定于DNA靶标的引物和/或探针，以便在其中执行至少一个特定的检定反应。

按照一个实施方式，微腔包含至少一种预存放的试剂和/或添加剂。“试剂”可以被理解成被用于在微腔中执行特定反应的物质。而“添加剂”可以被理解成通常存在于多个腔中并且能够实现对微腔的填充和/或预存放的试剂的更少的溢出的物质。因此，“添加剂”尤其对于流体功能来说重要，而“试剂”尤其对于精确的检定反应来说重要。有利地，尤其可以通过将添加剂预存放在微腔中来在用样品液体润湿和填充微腔时避免在微腔中以及尤其是在微腔的底部不符合期望地包含空气。此外，通过至少一种预存放的试剂，可以引起与流体、也就是说尤其是样品液体以及尤其是样品液体的特定组分、即所谓的靶标的预先确定的所希望的反应，使得样品液体可以被检查是否存在某些特征。

特别有利地，容纳单元拥有多个微腔，在所述多个微腔中可以执行至少两种不同的检定反应，以检定至少两个不同的靶标。以这种方式，可以在该容纳单元中执行高度复杂的分子诊断测试，这些分子诊断测试利用多种不同的检定反应来对多个不同的靶标进行定址。在此，尤其有利的是：也可以使用具有被降低的多重性能的检定反应，以便在微腔中的各个流体分区中执行以单重形式的检定（几何多重）。特别有利地，在这些微腔中可以执行彼此独立的等温DNA检定反应，这些等温DNA检定反应一方面可具有高的反应速度而另一方面却可只具有低的多重相容性（例如由于引物和/或探针之间的不符合期望的相互作用）。以这种方式，可以特别有利地使用具有多个腔的容纳单元，以便在其中在使用以单重形式的等温检定反应的情况下执行快速的DNA高多重测试。尤其是，在单重形式的基于阵列的检定之前，尤其是通过聚合酶链式反应，进行多重预扩增，以便提高样品分析的灵敏度。在此，尤其是，用于在该容纳单元中的多个DNA靶标的多重预扩增和单重检定的检定时间小于60分钟，用于在该容纳单元中的多个DNA靶标的单重检定的检定时间小于30分钟。

总之，借助于按照本发明的容纳单元，能够在单个设备中有关多个不同的靶标来非常容易且快速地检查样品液体，尤其是即使在使用具有有限的多重能力的检定反应的情况下也如此。有利地，通过使用该容纳单元，同样能够使多重测试容易匹配、也就是说尤其是能够将检定反应添加到多重测试，原因在于检定反应可以在该容纳单元的微腔中彼此独立地进行并且在不同的在多个微腔中使用的引物和探针之间与此相对应地不可能发生显著的相互作用。

容纳表面可以至少部分地被设计成氮化硅层和/或氧化硅层和/或硅烷层，例如被设计成聚乙二醇硅烷层。有利地，由于容纳表面的亲水性，可以实现或者明显改善流体到该至少一个微腔中的引入，其中这种类型的容纳表面可以利用技术上简单且成本低廉以及成熟的方法来被制造。此外，该容纳元件可以——尤其是与在微腔中预存放至少一种试剂、尤其是添加剂相结合地通过将流体经改善地引入微腔，和/或通过微腔的亲水涂层——来与微流控设备相结合地被使用，以便能够将该流体全自动化地引入该容纳单元的至少一个微腔。

按照另一实施方式，该容纳元件和/或该容纳单元也可以由硅衬底形成。硅衬底例如可以实现为硅晶片。由此，例如可以降低例如在制造时的材料成本，原因在于此类衬底已经在半导体技术中使用并且因此可以为了完成这里提出的方案而动用半导体技术的制造方法。尤其可以通过对硅晶片的处理来并行制造多个容纳单元。此外，在下文所描述的用于制造该容纳单元的方法的框架内，可以在对微腔的刻蚀的同时将预定断点引入硅衬底。以这种方式，通过对硅衬底的机械折断，能够将硅衬底特别容易且成本低廉地分离成多个容纳单元并且借此能够成本低廉地制造这些容纳单元。此外，通过使用硅作为该容纳单元的衬底材料，尤其可以实现这些微腔的特别均匀且快速的调温，原因在于硅的导热性高。以这种方式，存在各个检定反应的高度可比性以及可快速执行性。

按照一个实施方式，该容纳单元可具有另外的多个微腔，所述另外的多个微腔可以在该容纳元件中位于容纳表面上并且可以被成形用于容纳流体，其中所述另外的多个微腔可以布置在另一布置区域、尤其是容纳表面的正方形、圆形、矩形或椭圆形区域，尤其是距容纳表面的边缘有指定的间隔，尤其是根据六边形、正方形或矩形图案。在此，在该布置区域与该另一布置区域之间可以布置间隔区域，在该间隔区域不设置微腔。在这种情况下，例如当提供各个具有装在其中的不同试剂的微腔时，可以再次使用多个微腔组来执行多重测试。有利地，由此例如可以同时执行多个测试，其方式是在所述另外的多个微腔中例如预存放其它试剂。

按照一个实施方式，该间隔区域可具有宽度，该宽度例如可以至少对应于该布置区域或该另一布置区域的相邻微腔的最小间隔的两倍。由此，这些布置区域可以有利地以明显可辨认的方式来被彼此区分，使得对各个微腔组的评估变得容易。此外，间隔区域有助于在该容纳单元的分离之后处理芯片。

按照一个实施方式，这些微腔或者微腔组具有不同的尺寸和/或不同的体积。由于在各个微腔、也就是说反应隔室中的样品液体的体积不同，从统计学的角度看，在不一样大的隔室内存在不同数目的靶标单元，例如DNA拷贝。与此相对应地，对于具有高灵敏度的检定反应来说，可以使用较小的反应隔室，而对于具有低灵敏度的检定反应来说，可以使用较大的反应隔室，以便在使用具有不同检定特性的特定检定反应的情况下实现对样品液体中的不同靶标的可靠检定。此外，在使用数字检定方法的情况下，可以以这种方式来实现更大的量化范围。

按照一个实施方式，容纳表面可具有光学可识别特征，该光学可识别特征可具有相对于该至少一个微腔的布置而预先限定的位置，尤其是其中该光学可识别特征可具有关于其大小和/或光学性质方面的预先确定的特性。有利地，由此可以改善自动可读性，例如原因在于参考点可以被标记。

还提出了一种容纳装置，该容纳装置具有：在上述变体之一中的容纳单元；用于容纳该容纳单元的外壳；腔室，用于将至少一种流体、例如样品液体引入该容纳单元的至少一个微腔中并且可选地用于随后引入第二种流体、也就是说密封液，该密封液无法与样品液体混合或者只能略微与样品液体混合并且允许对在该容纳装置的微腔中所包括的样品液体的覆盖/密封；以及至少一个通道，该通道被设计用于将样品液体输送给该容纳单元的微腔并且然后用密封液来覆盖这些微腔和/或用于实现排气和/或用于排出多余的样品液体和密封液。

该外壳例如可以被成形用于保护该容纳单元和样品液体免受环境影响和/或反过来用于防止样品液体对环境的污染。该通道例如可以管状地或软管状地被实现并且例如具有近似矩形的截面。该容纳装置例如可以成本低廉地由聚合物材料制成，诸如聚碳酸酯（PC）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、环烯烃共聚物（COP、COC）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、聚二甲基硅氧烷（PDMS）或者热塑性弹性体（TPE），如聚氨酯（TPU）或苯乙烯嵌段共聚物（TPS），或者聚合物材料的组合，并且可以通过高通量工艺、诸如注塑、热成型、冲压和/或在使用诸如激光透射焊接等接合技术的情况下被制造。

可选地，该容纳装置可具有泵装置，该泵装置可以被设计用于通过该通道来泵送该至少一种流体，例如样品液体和/或密封液。有利地，由此可以实现全自动化的微流控处理。泵装置例如可以经由气动接口由处理单元来操控。泵装置尤其基于弹性膜，该弹性模集成到该容纳装置中并且可以通过在该容纳装置内的留空部中施加过压正压或负压来被偏转，其中可以实现样品液体或者密封液的受控位移。以这种方式，可以实现如泵室和阀门等微流控元件。通过该泵装置的多个元件的适当的顺序驱动，可以实现对样品液体和密封液的受控的传输，尤其是在使用蠕动泵机构的情况下。此外，该容纳装置尤其是拥有用于送入样品的至少一个开口并且可选地拥有用作排气口的另一个开口。在一个有利的实施方式中，该容纳装置具有：另外的留空部，用于预存放液态或固态试剂；和微流控网络，该微流控网络用于处理在该容纳装置之内的试剂。

还提出了一种用于制造在上述变体之一中的容纳单元的方法，其中该方法包括提供步骤和引入步骤。在提供步骤中，提供该容纳元件的容纳表面。在引入步骤中，将至少一个微腔引入容纳表面以容纳流体，以便制造该容纳单元。

此外，替代地或附加地，也可以在引入步骤中在一个子步骤中涂覆光刻胶层/光致抗蚀剂和/或设置光刻子步骤，以及在使用深反应离子刻蚀（博世工艺）的情况下进行结构化，以引入微腔（和/或其它能在光学上探测到的特征）。例如，在可以去除多余材料之前，光刻胶可以被旋涂并且在光刻步骤中被曝光。在引入该至少一个微腔之后，该容纳元件例如可以被处理为使得例如可以去除多余的光刻胶。替代地或附加地，也可以在可选的步骤中对容纳表面和/或微腔进行涂层，以便产生容纳表面和/或微腔的亲水表面特性。

即，在该方法中，可选地，可以改变容纳表面和/或微腔的表面特性，使得该表面特性变得亲水，其方式是该容纳表面例如被成形为氮化硅表面或氧化硅表面和/或作为硅烷层，例如被成形为聚乙二醇硅烷层。特别有利的是：替代地或附加地，在另一可选的步骤中，将试剂引入该容纳单元的一个或多个微腔中。可选地，该方法可包括分割步骤，在该分割步骤中例如可以对该容纳元件进行分割。该分割尤其可以通过有利地与对微腔的引入一起将预定断点引入该容纳元件的容纳表面中并且然后进行机械折断来被实现。

还提出了一种用于运行在上述变体之一中的容纳单元的方法，其中该方法包括填充和密封步骤、执行步骤以及评估步骤。在填充和密封步骤中，首先用样品液体来填充至少一个微腔并且然后用密封液作为第二种流体来覆盖该至少一个微腔，使得在该至少一个微腔中存在样品液体的分区作为流体反应隔室。密封液例如是：具有低水溶性的液体，以便防止与样品液体的不符合期望的混合；和/或具有低粘度的液体，以便实现高流动性、也就是说例如在该设备的热处理时形成的气泡的良好的排出；和/或具有低导热性的液体，以便使在调温时出现的寄生热损失保持得尽可能低；和/或具有低热容量的液体，以便使待处理的热质量——例如在执行聚合酶链式反应时——保持得尽可能低；和/或含有表面活性剂的液体，以便稳定与样品液体的分界面。密封液例如是氟化烃。

在执行步骤中，在该至少一个微腔中执行至少一个反应，以便获得反应结果。为了执行该至少一个反应，该容纳元件以及尤其是在该至少一个微腔中存在的反应隔室尤其具有指定温度，该指定温度能够实现反应、例如等温扩增反应的进行。必要时，在执行步骤中，对容纳装置进行热循环，例如以便在该至少一个反应隔室中执行聚合酶链式反应。尤其是，在执行步骤中，也记录从该至少一个反应隔室发出的荧光信号，该荧光信号容许反推出反应正在进行。

在评估步骤中，评估反应结果。尤其是，依据在执行步骤中记录的荧光信号来进行评估步骤。有利地，依据荧光信号曲线已经与该至少一个反应的执行并行地评估反应结果，并且一旦可以以足够的精度来确定反应结果，就停止该反应的执行。

这里提出的方法的实施例特别有利，其中在这些微腔中执行彼此独立的、尤其是不同的检定反应。替代地或附加地，在这里提出的容纳单元的变体中可以实施样品材料的多重预扩增步骤以及随后以单重阵列形式的对靶标的检定。

这里提出的方法的变体例如可以以软件和/或硬件或者以软件和硬件的混合形式例如实现在控制设备中。

这里所提出的方案还提供了一种设备，该设备被设计用于在相对应的装置中执行、操控或实现这里所提出的方法的变体的步骤。通过本发明的以设备为形式的这些实施变体，也可以快速并且高效地解决本发明所基于的任务。

为此，该设备可具有：至少一个计算单元，用于处理信号或数据；至少一个存储单元，用于存储信号或数据；至少一个与传感器或执行器的接口，用于从传感器读入传感器信号或者用于将数据信号或控制信号输出给执行器；和/或至少一个通信接口，用于读入或输出嵌入到通信协议中的数据。计算单元例如可以是信号处理器、微控制器或者诸如此类的，其中存储单元可以是闪速存储器、EEPROM或者磁存储单元。通信接口可以被设计用于无线地和/或有线地读入或输出数据，其中可读入或输出有线数据的通信接口可以例如电地或光学地从相对应的数据传输线中读入这些数据或者可以例如电地或光学地将这些数据输出到相对应的数据传输线中。

在当前情况下，设备可以被理解为电气设备，该电气设备对传感器信号进行处理并且根据此来输出控制和/或数据信号。该设备可具有接口，该接口可以硬件式地和/或软件式地来构造。在硬件式的构造方案中，接口例如可以是所谓的系统ASIC的部分，该系统ASIC包含该设备的各种各样的功能。然而也可能的是，这些接口是特有的集成电路或者至少部分地由分立式器件组成。在软件式的构造方案中，这些接口可以是软件模块，这些软件模块例如在微控制器上存在于其它软件模块旁边。

在一个有利的设计方案中，通过该设备来控制用于运行容纳单元的方法。为此，该设备例如可以访问：传感器信号，如表示所读入的信息的读入信号；和/或控制信号，以便操控这些方法之一的步骤。该操控通过执行器、如读入单元、评估单元和/或提供单元来实现。

也有利的是一种具有程序代码的计算机程序产品或计算机程序，该程序代码可以存储在机器可读载体或者存储介质、如半导体存储器、硬盘存储器或光学存储器上而且尤其是当该程序产品或该程序在计算机或设备上执行时被用于执行、实现和/或操控根据上述实施方式之一所述的方法的步骤。

附图说明

这里所提出的方案的实施例在附图中示出并且在随后的描述中更详细地予以阐述。其中：

图1示出了按照一个实施例的容纳装置的示意性侧视图；

图2A示出了按照一个实施例的容纳单元的示意性侧视图；

图2B示出了按照一个实施例的容纳单元的示意性俯视图；

图3示出了按照一个实施例的容纳单元的示意性侧视图；

图4示出了按照一个实施例的容纳单元的可能的制造过程的中间产物的不同阶段的示意图；

图5示出了用于制造按照一个实施例的容纳单元的方法的流程图；

图6A示出了按照一个实施例的容纳单元的透视图；

图6B示出了按照另一实施例的容纳单元的透视图；

图7示出了阐述用于确定在按照一个实施例的容纳单元中获得的聚合酶链式反应的反应结果的做法的图示；

图8示出了在按照一个实施例的容纳单元中获得的在溢出测试之后的反应结果的图示；

图9示出了阐述用于确定在按照一个实施例的容纳单元中获得的多重测试的反应结果的做法的图示；

图10示出了用于运行按照一个实施例的容纳单元的方法的流程图；以及

图11示出了按照一个实施例的设备的框图。

具体实施方式

在随后对本发明的有利的实施例的描述中，相同或者类似的附图标记被用于在不同的附图中示出的并且起类似作用的要素，其中省去了对这些要素的重复描述。

图1示出了按照一个实施例的容纳装置100的示意性侧视图。容纳装置100被设计用于将流体引入容纳单元105和/或用于在容纳表面130上至少在该容纳表面的部分区域并且尤其是在腔的布置区域并且尤其是在将该流体引入容纳单元105之后用另一种流体、即所谓的密封液来覆盖容纳单元105。为此，容纳装置100具有：用于容纳流体的容纳单元105；用于容纳该容纳单元105的外壳110；腔室115，该腔室被设计用于将流体引入容纳单元105；和至少一个通道120，该至少一个通道被设计用于将该流体输送给容纳单元105和/或将该流体从容纳单元105排出和/或能够实现对腔室115和微腔135、150的排气。可选地，容纳装置100具有泵装置，该泵装置被设计用于通过该至少一个通道120来泵送流体以及必要时密封液。容纳单元105具有：容纳元件125，该容纳元件具有容纳表面130，该容纳表面具有亲水表面特性；和至少一个微腔135，该至少一个微腔在容纳元件125中位于容纳表面130上并且被成形用于容纳流体。

按照该实施例，容纳元件125例如由硅衬底形成。容纳表面130例如至少部分地被设计成氮化硅层、氧化硅层和/或硅烷层，例如聚乙二醇硅烷层，由此例如使流体到微腔135中的引入变得容易。按照该实施例，微腔135具有基本上垂直于容纳表面130取向的侧壁140，这些侧壁例如相对于容纳表面130呈80°与100°之间的角度145来取向。按照一个替代实施例，微腔135近似圆柱形地成形。还可选的是，按照该实施例的容纳单元105具有多个另外的微腔150，所述多个另外的微腔在容纳元件125中布置在容纳表面130上并且被成形用于容纳流体。在此，该微腔135和所述多个另外的微腔150布置在这里未示出的布置区域、尤其是容纳表面的正方形、圆形、矩形或椭圆形区域，尤其是距容纳表面的边缘有指定的间隔，尤其是根据六边形、正方形或矩形图案，其中尤其是在该微腔135与所述多个另外的微腔150之间，容纳表面130具有亲水表面特性。还可选的是，按照该实施例的容纳单元105具有光学可识别特征155，该光学可识别特征具有相对于该至少一个微腔130的布置所限定的位置。这意味着：按照该实施例，光学可识别特征155具有关于大小和光学性质方面的预先确定的特性。

换言之，提出了一种微腔阵列芯片、即容纳单元105，用于对也称为样品液体的流体的等分、也就是说用样品液体来填充容纳单元105中的微腔135、150，其方式是：用样品液体来润湿容纳表面130并且用密封液来逐渐润湿容纳表面130，其中样品液体至少部分地留在该容纳单元的微腔135、150中；提出了在等分试样、也就是说在样品液体的等分之后存在于微腔135、150中的样品液体的分区中执行彼此独立的反应，这些分区可以分别包含特定的在微腔135、150中预存放的试剂；以及提出了一种用于制造容纳单元105的方法。因此，这里提出的方案涉及：一种用于使样品液体分配到多个也称为微腔135、150的隔室上的设备；以及在微腔135、150中对多个彼此独立的反应的执行。尤其是，例如在微流控系统中自动化地实现流体的分配和反应的执行，按照该实施例，该微流控系统称为容纳装置100。

因此，通过这里所描述的方案，同样提供了一种解决方案，按照该实施例，该解决方案借助于容纳单元105来允许在微腔135、150中容易引入和预存放例如被干燥的试剂，充分减少在受控地将流体分配到这些微腔135、150上期间的所预存放的试剂的溢出，在不同微腔135、150之间只具有非常微小的反应串扰，能够实现流体在这些微腔135、150中的（可自动化的）微流控等分，能成本低廉地制造和/或能集成到容纳装置100中，使得实现全自动化的微流控处理。

按照该实施例，容纳装置100尤其拥有腔室115，这些腔室具有有利地预先确定的尺寸160，这些腔室被设置用于将流体引入微腔135、150和/或用于用无法与该流体混合的第二种流体来密封这些微腔135、150。按照该实施例，微流控腔室115拥有至少一个通道120，该至少一个通道也称为供应和/或排出通道，并且该至少一个通道被设置用于受控地将该流体或这些流体输送或排出到容纳单元105。在该容纳装置100的一个有利的设计方案中，该容纳装置还包括这里未示出的通道系统和/或未示出的泵装置，以便能够实现对容纳单元105的全自动化的微流控处理。

在此，按照该实施例，容纳单元105具有容纳表面130，该容纳表面也称为平坦表面并且该容纳表面拥有在由衬底材料成形的容纳元件125上引入的微腔135、150所构成的布置。在此，按照该实施例，容纳表面130拥有亲水润湿性质，尤其是在微腔135、150的紧邻处。按照该实施例，这些微腔135、150的特点尤其在于近似垂直的侧壁140，其中尤其是容纳表面130在微腔135、150处或在这些微腔的开口处与这些微腔135、150的侧壁140围成近似90°角度145。可选地，在微腔135、150中尤其存在至少一种被预存放的物质，该物质也称为试剂或添加剂。可选地，微腔135、150具有近似圆柱形的形状，这允许对容纳单元105的特别容易的制造。微腔135、150的布置尤其遵循六边形、正方形或矩形图案，以便可选地能够将试剂标准化地引入这些微腔，尤其是在使用阵列点样系统、尤其是基于压电的精细分配系统的情况下。按照该实施例，仅仅可选地，容纳表面130附加地拥有光学可识别特征155，该光学可识别特征例如具有相对于由微腔所构成的布置（20）的所限定的位置并且具有关于大小和光学性质方面的适合的特性。由此，该特征155尤其能由像阵列点样系统的摄像机那样的光学敏感设备来探测并且能被用于将试剂以所限定的方式、全自动化地引入由微腔135、150所构成的布置中。替代于此或除此之外，该特征155能被用于这些微腔135、150的相对定位，尤其是在对这些微腔135、150中执行的反应进行光学评估的情况下。

总之，这里提出的方案描述了容纳单元105，该容纳单元具有由如下组成部分构成的组合：具有亲水特性的容纳表面130，流体至少在部分区域为了填充微腔135、150而与该容纳表面发生接触；微腔135、150的至少部分地垂直的侧壁140，这些侧壁尤其是抑制在微腔135、150中预存放的试剂的溢出；预存放的试剂，这些试剂允许在微腔135、150中执行不同的、特定的检定反应；和/或至少一种预存放的添加剂，诸如确保对微腔135、150的润湿和完全填充使得在微腔135、150中不包含空气和/或引起上述在微腔135、150中预存放的试剂的溢出减少的物质；和具有实心底部的腔135、150的使用。这意味着没有通孔，使得在腔135、150中预存放试剂和/或至少一种添加剂变得容易。

按照该实施例，除了关于反应隔室的填充和/或密封方面的微流控功能之外，这里提出的方案确保了在这些隔室、也就是说微腔135、150中执行的反应的低串扰。此外，这里提出的方案描述了微腔135的容纳表面130、例如由氮化硅、氧化硅或亲水性硅烷层、尤其是聚乙二醇硅烷层制成的容纳表面的润湿性质（例如在使用聚乙二醇作为被干燥的添加剂以及使用用于分子DNA检定反应的引物和探针作为被干燥的试剂和/或使用氧化硅层、氮化硅层或硅烷层作为亲水表面的情况下）以及例如由聚合物制成、例如由聚碳酸酯制成的流动室的润湿性质。

替代地，例如在一个替代的、这里未描述的方法中制造的构件同样可以被用于提供这里提到的功能，其中然而在这种情况下容纳单元105在使用例如两个光刻步骤的制造方面稍复杂于根据这里所描述的方案来制造的容纳单元105。

为了防止或减少相邻隔室之间的流体串扰，根据现有技术，尤其使用在这些隔室之间具有疏水表面特性的设备。然而，这带来例如如下缺点：由于疏水的上侧，对衬底中的隔室的填充变得困难。尤其是，根据现有技术——在疏水的上侧和小尺寸的隔室的情况下，例如在隔室在横向尺寸/直径在亚毫米范围内的情况下——使用具有低纵横比的倾斜侧壁或通孔或留空部的腔，以便能够容易给隔室填充水相。然而，具有倾斜侧壁的腔与其面积相比拥有比较小的体积。这一点对于执行高多重扩增反应来说——尤其是在对反应的光学评估的情况下——不利，原因在于一方面希望并行进行的反应的尽可能高的面密度并且另一方面——由于隔室的体积小——只产生比较弱的荧光信号，这在光学评估的情况下导致信噪比降低。具有倾斜侧壁的腔也使试剂在这些腔中的预存放变得困难，原因在于在其中形成的流动分布在用样品液体填充隔室时优选地导致所预存放的试剂的不符合期望的溢出。通孔进而带来如下缺点：试剂在各个反应隔室中的引入和预存放变得困难，原因在于试剂只能沉积在这些通孔的侧壁上。

图2A示出了按照一个实施例的容纳单元105的示意性侧视图。这里示出的容纳单元105可对应于或类似于在图1中所描述的容纳单元105。按照该实施例，容纳单元105仅仅被放大示出，使得按照该实施例，在微腔135中能看到至少一种预存放的试剂200。这意味着：按照该实施例的容纳单元105具有至少一种预存放的试剂。此外，按照该实施例，清楚地示出了：微腔135、150的中心距相邻微腔135、150的间隔205与光学可识别元件155距分别相邻的微腔135、150的中心的间隔相同。

换言之，描述了容纳单元105，该容纳单元能够将流体分配到微腔135、150上并且在微腔135、150中执行多个彼此独立的反应，其中在微腔135、150中预存放被干燥的试剂200。还提出了在随后的附图之一中描述的用于制造容纳单元105的方法。尤其是，容纳单元105允许将试剂200可靠地引入微腔135、150，充分减少在将流体分配到微腔135、150上期间的在微腔135、150中预存放的试剂200的溢出，例如减少到< 10%，容纳装置105的在用适合的密封液来密封这些微腔之后在不同微腔135、150之间的反应串扰仅仅非常小（< 1 %），能够实现流体在微腔135、150中的可自动化的微流控等分，并且能集成到微流控系统、如容纳装置100中。

即，按照该实施例，容纳单元105具有微腔135、150，这些微腔用于形成微流控隔室。在此，微腔135、150具有近似垂直的侧壁，尤其是在容纳单元105的相对于与流体发生接触的侧面的分界面处，并且尤其拥有预存放的试剂200以及受限的纵横比，以便例如在用流体来填充微腔135、150时防止空气不符合期望地包含在微腔135、150中并且能够实现微腔135、150被该流体完全填充。按照该实施例，容纳单元105的与流体发生接触并且经由其来填充微腔135、150的容纳表面具有亲水表面特性，尤其是在微腔135、150的紧邻处，以便能够将流体引入微腔135、150。特别有利地，容纳单元105可以是如在图1中描述过的容纳装置的一部分，以便例如能够实现全自动化的微流控处理以及必要时在微腔135、150中执行反应。由此，按照该实施例，由于容纳单元105的与微腔135、150相邻的容纳表面的亲水表面特性而能够实现可靠的填充，能够实现在微腔135、150中对试剂200和/或添加剂的预存放以及在具有适合特性的流体的情况下能够实现微腔135、150的适合的纵横比。

此外，通过微腔135、150的（近似）垂直的侧壁例如可以与适合的添加剂结合地使在用流体填充期间的预存放的试剂200的溢出最小化到例如< 10%。这尤其是与具有倾斜侧壁的微腔135、150相比就是这种情况，这些倾斜侧壁的与所形成的流动剖面相关联的几何形状原则上会导致在微腔135、150中预存放的试剂200的更强烈的溢出。此外，利用这里提出的方案，例如通过例如在用适合的、无法与该流体混合的第二种流体填充微腔135、150之后对这些微腔135、150的密封，可以实现在微腔135、150中执行化学反应期间在相邻反应隔室之间的仅仅微小的串扰、例如< 1%。因此，可以在微腔135、150中执行彼此独立的、空间上分开的反应。通过所得到的几何多重，例如可以在微腔135、150中预存放适合的特定于靶标的检定试剂时检查流体的多个不同的靶标。此外，按照该实施例，通过该容纳装置，能够特别有利地实现全自动化的微流控处理。尤其是，被用于容纳单元105的处理的容纳装置可以成本低廉地由聚合物或者聚合物材料的组合来被制造。以这种方式，由容纳单元105提供的功能在紧凑的芯片实验室系统中被实现，这些芯片实验室系统可以在分子实验室诊断中使用。

图2B示出了按照一个实施例的容纳单元105的示意性俯视图。容纳单元105拥有微腔135、150，这些微腔在圆形布置区域600根据六边形图案来布置。此外，微腔135、150的布置区域600的外边界（通过点划线来标记）具有距容纳单元105的容纳表面的边缘的指定的最小间隔。该边缘区域尤其可以被用于能够用自动装配机（拾放机器人）来实现对容纳单元105的容易的处理并且这样例如能够实现例如上述容纳装置100的容易的可制造性。在该实施例中，容纳单元105还拥有光学可识别特征155，或者另称为参考标记，这些光学可识别特征例如可以被用于微腔135、150的明确分配和/或符号命名和/或例如可以被用于在具有光学探测系统的处理装置中对容纳单元105的定位，例如用于在精细分配系统中进行定位以将试剂自动化地引入微腔135、150和/或例如用于在处理装置中进行定位，该处理装置可以借助于光学系统尤其被用于探测荧光信号，并且该处理装置例如可以探测在微腔135、150中的例如生化反应的荧光信号曲线。

图3示出了按照一个实施例的容纳单元105的示意性侧视图。这里示出的容纳单元105可对应于或类似于在图1或2中所描述的容纳单元105。唯一区别在于按照该实施例被放大使得光学可识别元件不被描绘的图示。

图4示出了按照一个实施例的容纳单元105的可能的制造过程400的中间产物的不同阶段的示意图。在此，容纳单元105可对应于或类似于在图1至3之一中所描述的容纳单元105，并且因此也能在图1中所描述过的容纳装置中使用。

在此，按照该实施例，由硅制成的容纳元件125用作衬底材料，该容纳元件也称为硅晶片。首先，在容纳表面130上在衬底材料上产生亲水表面特性。按照该实施例，在此尤其涉及氮化硅表面，该氮化硅表面例如能借助于用于在硅衬底上沉积氧化硅、氮化硅和多晶硅以及金属的方法来生成，该方法也称为低压化学气相沉积（LPCVD，英文：low pressurechemical vapour deposition）。在这种情况下，按照该实施例，由例如50 nm SiO₂和140nm Si₃N₄构成的层系统尤其适合于制造具有与硅衬底的良好连接的应力少的Si₃N₄层。按照该实施例，氮化硅适合作为表面涂层，原因在于该氮化硅尤其具有亲水润湿性质。例如，在用六甲基二硅氮烷（HMDS）来进行预处理之后，涂覆光刻胶405，该光刻胶也称为光致抗蚀剂并且该光刻胶用作用于将微腔刻蚀到硅衬底中的掩模。按照该实施例，在对光刻胶405进行曝光410以限定待刻蚀的结构之后，使该光刻胶显影（entwickeln）。然后，按照该实施例，例如借助于CF₄干法刻蚀415来去除在裸露区域420处的Si₃N₄和SiO₂。例如借助于深反应离子刻蚀425来将微腔135、150引入硅衬底。有利地，深反应离子刻蚀425在工艺技术上被优化，用于制造具有近似垂直的侧壁的微结构。通过在例如氧等离子体430中的处理来去除其余的光刻胶405。按照该实施例，例如借助于基于压电的精细分配系统或者阵列点样系统来将一种或多种试剂200引入微腔135。特别有利地，这种制造过程400可以在晶片级别上进行，由此能够实现对容纳单元105的成本特别低廉且并行化的制造。并行化制造的容纳单元105的分离例如可以借助于锯切、折断或其它例如基于激光的分离方法、诸如所谓的Mahoh-Dicing（激光划片）尤其是在将试剂200引入微腔135来实现。

图5示出了用于制造按照一个实施例的容纳单元的方法500的流程图。按照在图4中描述的制造过程400，这里示出的方法500可包括八个子步骤502，并且制造如在图1至3之一中描述过的容纳单元。按照该实施例，该方法500包括提供容纳表面的步骤505和将至少一个微腔引入容纳表面以容纳流体的步骤510，以便制造容纳单元。

按照一个实施例，该方法500的步骤505、510和/或子步骤502可以在一个有利的实施方案中被省略和/或以更改的顺序来被执行。

图6A示出了在制造按照一个实施例的容纳单元105时的半成品的透视图。这里示出的容纳单元105可对应于或类似于在图1至3之一中所描述的容纳单元105。按照该实施例，多个另外的微腔150被成形，以便容纳流体。在此，按照该实施例，该微腔135和所述多个另外的微腔150布置在近似正方形的布置区域600，使得它们遵循正方形图案。在此，容纳表面130尤其在该微腔135与所述多个另外的微腔150之间具有亲水表面特性。

按照该实施例，还清楚的是：容纳单元105除了该微腔135和所述多个另外的微腔150之外具有另外的多个微腔605，所述另外的多个微腔被成形用于容纳流体。按照该实施例，另外的多个微腔605布置在另一步骤区域610，使得这些微腔形成正方形、矩形或六边形形状，尤其是其中在该布置区域600与该另一布置区域610之间布置间隔区域615，在该间隔区域没有设置微腔135、150、605。按照该实施例，间隔区域615具有如下宽度，该宽度例如至少对应于该布置区域600或该另一布置区域610的相邻微腔的最小间隔的两倍。

换言之，按照该实施例，再现了具有微腔135、150、605的经处理的硅晶片的图示，例如在执行在图5中描述的用于制造容纳单元105的方法之后。

图6B示出了在对衬底进行分离之前具有被引入的预定断点的用于形成多个容纳单元的硅衬底的透视图。这些容纳单元分别具有微腔和多个另外的微腔，这些微腔在（近似）圆形的布置区域根据六边形图案来布置。此外，这些容纳单元分别拥有光学可识别特征，例如用于借助于精细分配系统将试剂引入这些微腔和/或用于在探测仪器中对容纳单元的定位和/或用于这些微腔的明确命名。

图7示出了阐述用于确定在按照一个实施例的容纳单元105中获得的聚合酶链式反应的反应结果700的做法的图示。这种反应结果700可以在如在上文介绍的图1至3之一中描述过的容纳单元105中获得。

换言之，例如使用了所谓的PCR主混物作为也称为流体的样品液体，该PCR主混物包含了浓度为每微腔（25 nl）10个初始拷贝的靶标基因。该PCR主混物附加地包含了特定于靶标的TaqMan荧光探针（Cy3），该TaqMan荧光探针显示靶标基因的扩增。

在图7a中示意性图解说明了被分配到也可称为设备的容纳单元105的微腔上的流体的荧光显微图像，该图像是在用于执行聚合酶链式反应的温度循环期间被拍摄的。具有流体的在其中已经生成显著的量的PCR产物的微腔例如由于荧光探针的切割而显得明亮。按照该实施例，没有显著的量的PCR产物的微腔显得阴暗。

图7b示出了属于微腔“F3”的信号曲线，该信号曲线具有s形（sigmoidal）上升，该s形上升能归因于聚合酶链式反应在该微腔中的进行。

图7c示出了在图形中总结的各个微腔的归一化的s形拟合扩增曲线。按照该实施例，96个微腔中的89个显示出在标准差为0.81个温度循环的为31.53的平均ci值的情况下的荧光信号的上升，即在s形信号上升的转折点处的PCR循环。按照该实施例，4个微腔没有显示出在50个温度循环期间荧光信号的显著上升。其余的3个微孔具有在>45个温度循环的ci值的情况下的荧光信号的上升。图7d依据ci值的直方图来阐明这一点。

图7e依据具有以适合的假色表示的ci值的空间分布的地图来阐明这一点。依据图7c、d、e清楚的是：在大多数的微腔（92.71%）中，在30与34个温度循环之间的ci值范围内进行扩增。所测量的ci值的波动可以部分地被归因于最初存在于微腔中的拷贝数的统计波动。基于二项分布，在每个微腔的平均初始拷贝数为10个拷贝的情况下可以假设波动在每个微腔大约2到16个初始拷贝之间，近似对应于上述4个PCR循环。而负腔的数目不能仅仅被归因于在这些腔中的拷贝数由于二项分布而引起的统计波动。这里，检定反应的扩增特性、尤其是灵敏度、探测限（Limit-of-Detection），起着决定性的作用。具有负的信号曲线的微腔应被归因于：在最初存在于微腔中的拷贝数微小的情况下并不总是发生扩增。为此，所选择的检定反应的灵敏度太低。在附加的测量中，在所谓的探测限约为每个微腔有2.5个初始拷贝的情况下确定了这里使用的反应的统计检定限。按照该实施例，具有负的信号曲线的微腔还表明：在这些微腔中即使在扩增反应在相邻微腔中继续进行之后也不存在显著的、借助于PCR生成的拷贝数。因此，这些微腔可以被用作相邻反应隔室之间的串扰的指标。尤其是其中进行延迟的PCR的3个微腔对此可能重要。即，按照该实施例，该s形上升的超过10个PCR循环的延迟无法被归因于拷贝数的初始统计波动。更确切地说，在这种情况下涉及可能延迟阳性或假阳性扩增反应，这些扩增反应可能是通过在相邻微腔中的扩增反应的串扰来被引发的。按照该实施例，基于该阵列具有带负的信号曲线的微腔的事实以及假阳性反应的上升在10个PCR循环的延迟的情况下才发生的事实，可以得出如下结论：在相邻微腔中执行的反应之间的串扰为每个扩增循环<1/2¹⁰ ≈ 0.1%。即，实验示例性地与其它类似测试一致地表明：容纳单元105适合于在也称为微腔的相邻反应隔室之间没有显著串扰的情况下执行（几何）多重扩增反应。

图8示出了在按照一个实施例的容纳单元105中获得的在溢出测试之后的反应结果800的示意图。这种反应结果800可以在如在上文介绍的图1至3之一中描述过的容纳单元105中获得。

按照该实施例，检查在微腔中预存放的试剂的溢出，该溢出在对容纳单元105的所谓的微流控处理期间、即在受控地用流体来填充这些微腔并且然后受控地用第二种流体来密封这些微腔时可能发生。为此，按照该实施例，靶标基因的拷贝、例如ABL基因借助于精细分配系统/阵列点样系统被引入（几乎）每隔一个以棋盘状图案的形式的微腔，并且例如以干燥形式与聚乙二醇（PEG）一起作为添加剂被预存放（参见图8a）。

图8b示出了在温度循环期间拍摄的荧光显微图像的示意性图解说明。拍摄是在一些微腔中已经能看出荧光信号的表明PCR产物的生成的显著上升之后发生的。在其中预存放了靶标基因的大约100个模板DNA拷贝（图8a中的图案填充）的微腔中，能观察到比在没有预存放的模板DNA（图8a中的无填充）的微腔中更强烈的荧光信号。因此，这表明选择性扩增并且借此表明在微流控处理期间的预存放的试剂的仅仅微小的溢出。

在图8c中，按照该实施例，附加地示出了ci值的空间分布。在其中分别预存放了100个模板DNA拷贝的微腔中，在ci值在26.8与28.8个温度循环之间的情况下能观察到可靠的扩增。而在其余的微腔中，在50个温度循环内大多无法观察到扩增。具有超过4个温度循环的延迟的延迟扩增仅发生在8个微腔中。因此，在容纳单元105的微腔中预存放的试剂的在容纳单元105的微流控处理期间发生的溢出可以被量化到最高大约1/2⁴= 1/16 =6.25%。因此，容纳单元105同样适合于执行多重扩增反应，在这些多重扩增反应的情况下在微腔中预存放有特定于靶标的试剂，诸如引物和探针。

图9示出了阐述用于确定在按照一个实施例的容纳单元105中获得的多重测试的反应结果900的做法的图示。这种反应结果900可以在如在上文介绍的图1至3之一中描述过的容纳单元105中获得。按照该实施例，示出了反应结果900，该反应结果由使用预存放的引物和探针的多重测试得出。为此，按照该实施例，在容纳单元105的分别12个微腔中预存放了特定于靶标的引物和探针，例如以干燥形式与聚乙二醇一起作为添加剂，这些引物和探针对两个靶标基因“ABL”和“e13a2”进行定址。探针拥有对应于“Cy3”和“Cy5”的荧光团，如图9a中所示。放入了浓度为每个微腔100个ABL模板DNA拷贝的PCR主混物，例如25nl，作为样品液体，并且进行了处理。

图9b、c示意性图解说明了在热循环之前和之后拍摄的两张荧光图像。所示出的图示分别由两个单独的荧光显微图像组成，这些图像是利用以水平图案示出的与荧光团Cy3相对应的滤光片组和以垂直图案示出的与荧光团Cy5相对应的滤光片组来被拍摄的。在这些图像中看不到在微腔中预存放的试剂的显著溢出或者在相邻微腔中进行的反应的串扰。仅仅是具有预存放的引物和探针的微腔具有明显的荧光信号。因此，按照该实施例，这些图像证实了先前在图8中描述的关于在微流控处理期间的微小溢出和在这里提出的设备的相邻微腔之间的可忽略的串扰方面的实验。

在图9d中示出了微腔“G4”的s形信号曲线，该s形信号曲线表明借助于聚合酶链式反应对样品液体中的ABL模板DNA的阳性检定。

图9e示出了ci值的空间分布的地图。在正好12个具有用于ABL靶标基因的预存放的引物和探针的微腔中可以观察到具有在27.3到29.6之间的范围内的ci值的扩增。

图9f示出了具有十二个微腔的归一化的扩增曲线的相关的图形。总之，该测量强调了容纳单元105对于借助于分子诊断扩增方法来执行几何高度多重样品分析的出色的适用性。

图10示出了用于运行按照一个实施例的容纳单元的方法1000的流程图。该方法1000例如可以被用于如在图1中所描述过的容纳装置。在此，该方法1000包括：用流体或第二种（密封）流体来填充和密封该至少一个微腔的步骤1005，该第二种（密封）流体例如无法与该流体混合或者只能很少地与该流体混合；在该至少一个微腔中执行至少一个可能的反应以便获得反应结果的步骤1010；和评估反应结果的步骤1015。

换言之，用该流体来填充容纳单元的微腔。然后，用第二种（密封）流体来密封之前已经被填充该流体的微腔，该第二种（密封）流体无法与该流体混合或者只能非常微小地与该流体混合。也称为密封液的该第二种流体尤其是氟化烃。此外，按照该实施例，执行彼此独立的反应，尤其是扩增反应、诸如聚合酶链式反应或等温扩增反应，例如用于检定在该容纳单元的微腔中的至少一个靶标基因。必要时，通过外部作用、例如热输入或热散发来产生适合于此的反应条件。在一个特别优选的实施方式中，在处理单元中自动化地实现这些步骤1005、1010、1015，该处理单元被设置用于对该容纳装置的处理。

按照一个实施例，该方法1000的步骤可以在一个有利的实施方案中被省略和/或以更改的顺序来被执行。

图11示出了按照实施例的设备1100的框图。按照该实施例，该设备1100被设计用于执行或操控在图5或10中描述的方法之一。该设备1100被设计用于例如借助于读入单元1110来读入输入信号1105并且借助于提供单元1120来提供控制信号1115。按照该实施例，该设备可选地具有评估单元1125，该评估单元被设计用于评估由读入信号1105所表示的信息。

如果一个实施例包括在第一特征与第二特征之间的“和/或”逻辑关系，那么这被察知为使得该实施例按照一个实施方式不仅具有第一特征而且具有第二特征，而按照另一实施方式要么只具有第一特征要么只具有第二特征。

随后提到示例性的规格：

容纳元件（125）的厚度：

100 µm至3000 µm，优选地300 µm至1000 µm

容纳元件（125）或容纳表面（130）的横向尺寸：

3 mm x 3 mm至30 mm x 30 mm，优选地5 mm x 5 mm至15 mm x 15 mm

该微腔（135）和其它微腔（150）的数目：

2至2000个，优选地50至500个

微腔（135）的体积：

1 nl至100 nl，优选地5 nl至40 nl

微腔（135）的直径：

100 µm至500 µm，优选地250 µm至400 µm

微腔（135）的深度：

100 µm至500 µm，优选地200 µm至300 µm

微腔（135）的纵横比（深度与直径之比）：

0.3至1.0，优选地0.6至0.7

该微腔（135）和至少一个另外的与该微腔（135）相邻的微腔（150）的边缘的间隔：

70 µm至300 µm，优选地100 µm至200 µm

水在容纳表面（130）上的接触角度：

<10°至75°，优选地<10°至40°

在微腔（135、150）中预存放的试剂：

特定于靶标的引物和探针，模板DNA；

添加剂：聚乙二醇（PEG），分子量为例如6000或2000并且溶液中的浓度为2-5%（w/v）

流体（样品液体）：

用于如PCR或等温扩增方法那样的扩增反应的主混物或其组分，尤其是没有引物和/或探针的主混物，这些引物和/或探针存在于微腔（135、150）中

第二种流体（密封液）：

氟化烃，如3M氟惰性FC-40、氟惰性FC-70或者Novec 7500

用于针对直径为350 μm并且深度为240 μm的微腔（135、150）填充和密封容纳装置（100）中的容纳单元（105）的微腔（135、150）的流速，其中腔室（115）具有适合的尺寸，如7mmx 7mm x 1mm（体积~50µl）：

5 – 10 µl/s。

Claims

1.一种用于容纳流体的容纳单元（105），其中所述容纳单元（105）具有如下特征：

- 容纳元件（125），所述容纳元件具有容纳表面（130）和至少一个微腔（135），所述至少一个微腔在所述容纳元件（125）中位于所述容纳表面（130）上并且被成形用于容纳所述流体，

其中所述容纳表面（130）在至少一个与所述至少一个微腔（135）相邻的部分区域具有亲水表面特性。

2.根据权利要求1所述的容纳单元（105），其中所述微腔（135）具有基本上垂直于所述容纳表面（130）取向的侧壁（140）。

3.根据上述权利要求中任一项所述的容纳单元（105），其中所述容纳表面（130）至少部分地被设计成氮化硅层或氧化硅层或硅烷层。

4.根据上述权利要求中任一项所述的容纳单元（105），其中所述容纳元件（125）由硅衬底来形成。

5.根据上述权利要求中任一项所述的容纳单元（105），所述容纳单元具有多个另外的微腔（150），所述多个另外的微腔在所述容纳元件（125）中位于所述容纳表面（130）上并且被成形用于容纳所述流体，其中所述微腔（135）和所述多个另外的微腔（150）在布置区域（600）以正方形、矩形、圆的、椭圆形、圆形或六边形形状来取向，尤其是其中在所述微腔（135）与所述多个另外的微腔（150）之间，所述容纳表面（130）具有亲水表面特性。

6.根据上述权利要求中任一项所述的容纳单元（105），其中所述微腔（135）包含至少一种预存放的试剂（200）和/或添加剂。

7.根据上述权利要求中任一项所述的容纳单元（105），其中所述容纳表面（130）具有光学可识别特征（155），所述光学可识别特征具有相对于所述至少一个微腔（135）的布置而预先限定的位置，尤其是其中所述光学可识别特征（155）具有关于其大小、形状和/或光学性质方面的预先确定的特性。

8.一种容纳装置（100），其中所述容纳装置（100）具有如下特征：

- 根据上述权利要求中任一项所述的容纳单元（105）；

- 用于容纳所述容纳单元（105）的外壳（110）；

- 腔室（115），所述腔室被设计用于将流体引入所述容纳单元（105）；和

- 至少一个通道（120），所述至少一个通道被设计用于将所述流体输送给所述容纳单元（105）和/或将所述流体从所述容纳单元（105）排出。

9.一种用于制造根据权利要求1至7中任一项所述的容纳单元（105）的方法（500），其中所述方法（500）包括如下步骤：

- 提供（505）所述容纳元件（125）的容纳表面（130）；而且

- 将所述微腔（135）引入（510）所述容纳表面（130）以容纳所述流体，以便制造所述容纳单元（105）。

10.根据权利要求9所述的用于制造容纳单元（105）的方法（500），其中在所述引入（510）的步骤中使用深反应离子刻蚀。

11.一种用于运行根据权利要求1至9中任一项所述的容纳单元（105）的方法（1000），其中所述方法（1000）包括如下步骤：

- 用所述流体来填充（1005）所述至少一个微腔（135）并且用第二种流体来密封被填充的微腔（135）；

- 执行（1010），以便能够在所述微腔（135）中实现至少一个反应并且以便获得反应结果（700；800；900）；而且

- 评估（1015）所述反应结果（700；800；900）。

12.一种设备（1100），所述设备被设立用于：在相对应的单元（1110、1125、1120）中实施和/或操控根据权利要求11或12中任一项所述的方法（500；1000）之一的步骤（505、510；1005、1010、1015）。

13.一种计算机程序，所述计算机程序被设立为实施和/或操控根据权利要求9或10至11中任一项所述的方法之一的步骤。

14.一种机器可读存储介质，在其上存储有根据权利要求13所述的计算机程序。