DE102004023217A1 - Chemisches Reaktionsmodul, dessen Herstellungsverfahren und Antriebssystem für chemisches Reaktionsmodul - Google Patents

Chemisches Reaktionsmodul, dessen Herstellungsverfahren und Antriebssystem für chemisches Reaktionsmodul Download PDF

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Abstract

Die Erfindung ermöglicht es, ein chemisches Reaktionsmodul herzustellen, das eine einfache Erstellung vorgeschriebener Protokolle ohne Unterschiede zwischen Bedienungspersonen ermöglicht, das abgedichtet und wegwerfbar ist und das einen gegenüber Viren oder gefährlichen Drogen bzw. Arzneimitteln sicheren Aufbau aufweist. DOLLAR A Dieses Modul ist für den Einsatz zur Ausführung chemischer Reaktionen von Proben vorgesehen und umfasst einen Behälter, der aus einem starren Träger und einem elastischen Körper gebildet ist, wobei zwei oder mehr Kammern so miteinander verbunden oder angeordnet sind, dass sie über in dem Behälter ausgebildete Strömungswege verbunden werden können, und wobei die Strömungswege, die Kammern oder beide durch Aufbringen einer externen Kraft auf den elastischen Körper von außerhalb des Behälters teilweise geschlossen werden, wodurch fluide Substanz in den Strömungswegen oder den Kammern bewegt oder blockiert werden kann.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf chemische Reaktionsmodule und insbesondere auf chemische Reaktionsmodule, in denen eine Synthese, eine Auflösung, eine Erfassung bzw. ein Nachweis, eine Trennung o.dgl. einer Lösung einfach gemäß vorgeschriebenen Protokollen unabhängig von Unterschieden zwischen Bedienungspersonen kostengünstig durchgeführt werden kann.
  • Herkömmlicherweise sind Teströhren, Messbecher, Pipetten o.dgl. allgemein für Behandlungen wie Synthesen, Auflösung, Erfassung bzw. Nachweis, Trennung o.dgl. einer Lösung eingesetzt worden. Beispielsweise werden, wie 1 zeigt, eine Substanz A und eine Substanz B in einem Behälter 1 bzw. einem Behälter 2, wie z.B. Teströhren oder Messbechern, gesammelt. Dann werden diese Substanzen in einen Behälter 3, beispielsweise eine Teströhre oder einen Messbecher gegeben, in dem diese Substanzen gemischt oder miteinander verwirbelt werden, um eine Substanz C zu erzeugen. Die auf diese Weise synthetisierte Substanz C wird beispielsweise hinsichtlich Lichtemission, Wärmeerzeugung, Farbveränderung, Farbvergleich o.dgl. beobachtet.
  • Alternativ wird eine gemischte Substanz perkoliert bzw. gefiltert, zentrifugal getrennt o.dgl., um eine Zielsubstanz zu trennen und zu extrahieren.
  • Ferner wird Glasware, wie z.B. eine Teströhre oder ein Messbecher, für Behandlungen wie eine Auflösung, beispielsweise mittels eines organischen Lösemittels, eingesetzt. Auch im Fall der Nachweisbehandlung wie in 1 wird eine im Behälter 1 einem Test unterzogene Substanz A und ein Reaktionsmittel im Behälter 2 in den Behälter 3 eingespritzt, um ihre Reaktionsergebnisse zu beobachten.
  • Andererseits werden für Vorrichtungen wie Bio-Analysiergeräte beispielsweise Taschen bzw. Beutel eingesetzt, die in einer flachen Beutelform unter Verwendung flexibler Materialien ausgebildet sind, wie sie in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-365299 beschrieben sind.
  • 2 ist eine Konfigurationszeichnung eines Biochips, wie er in der obengenannten ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-365299 beschrieben ist. 2(a) ist eine Schnittansicht. 2(b) ist eine Draufsicht. Der Mittelteil des flachen Blutsammelbeutels 41, der an seinem Umfang versiegelt ist, weist eine fischförmige Beutelform auf. Die Öffnung des fischförmigen Beutels ist mit einem Gummistopfen 42 abgedichtet.
  • In dem Blutsammelbeutel 41 sind ein Sammelblock 43, ein Vorbehandlungsbereich 44, eine Verbindungsstelle 45 und ein Abwasserreservoir 47 in dieser Reihenfolge von diesem Stopfen 42 nach hinten ausgebildet. Zum Blutsammeln wird der Stopfen 42 in eine Spritze (nicht dargestellt) eingeführt, wobei eine Spritzennadel vorsteht und den Stopfen 42 durchsetzt.
  • Zum Blutsammeln wird der Stopfen 42 in eine Spritze eingeführt (nicht dargestellt). Eine Spritzennadel steht in der Spritze so vor, dass sie den Stopfen 42 durchsetzt.
  • Zum Blutsammeln wird das Ende der Nadel, das außen von der Spritze vorsteht, in eine Testperson eingeführt. Haken 52 und 53 des Blutsammelbeutels 41 werden herausgezogen, um Blut im Sammelblock 43 zu sammeln. Nach der Blutsammlung wird die Spritze aus dem Blutsammelbeutel 41 zurückgezogen. Dann wird, wie 3 zeigt, der Blutsammelbeutel 41 zwischen sich drehenden Rollen bzw. Walzen 61 und 62 sandwichartig eingeführt, um den Biochip vom Sammelblock 43 zum Vorbehandlungsbereich 44 hin zusammenzudrücken bzw. zusammenzuquetschen. Das gesammelte Blut wird zu dem Vorbehandlungsbereich 44 zugeführt.
  • Wenn die Rollen bzw. Walzen 61 und 62 dazu übergehen, die Tasche 48 zusammenzuquetschen, durchbricht die Lösung in der Tasche 48 das Ventil 49 und strömt in den Vorbehandlungs bereich 44. Als nächstes strömt die Lösung in der Tasche 50 auf gleiche Weise in den Vorbehandlungsbereich 44. Wenn die vorgeschriebene Behandlung im Vorbehandlungsbereich 44 endet, werden die Rollen bzw. Walzen so gedreht, dass sie das behandelte Blut der Verbindungsstelle 45 zuführen.
  • Ein DNA-Chip 46 ist in der Verbindungsstelle 45 angeordnet, um eine Hybridisierung durchzuführen. Das von dem Vorbehandlungsbereich 44 herausgepreßte zusätzliche Blut oder die Lösung wird in einem Abwasserreservoir 47 gespeichert. Die Bedingungen bzw. Zustände eines DNA-Chips 46, in dem eine Hybridisierung durchgeführt wird, werden mittels eines extern angeordneten Lesegeräts beobachtet.
  • Herkömmliche Verfahren, die Messbecher, Pipetten o.dgl. einsetzen, weisen jedoch Probleme auf, beispielsweise komplizierte Arbeitsgänge, große Unterschiede unter Bedienungspersonen und eine große Menge an erforderlicher Zeit und Anstrengung.
  • Außerdem weisen die Blutsammeltaschen bzw. -beutel das Problem auf, dass es nicht leicht ist, eine Lösung zu bewegen, da diesen Beuteln Elastizität fehlt.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein chemisches Reaktionsmodul herzustellen, welches eine einfache Durchführung vorgeschriebener Protokolle ohne Unterschiede zwischen Bedienungspersonen ermöglicht, das abgedichtet und wegwerfbar ist und eine sichere Struktur gegenüber Viren oder gefährlichen Drogen bzw. Arzneimitteln aufweist, sowie dessen Herstellungsverfahren und ein Antriebssystem für das chemische Reaktionsmodul zu realisieren.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 ein vorbekanntes Behandlungsverfahren,
  • 2 ein Konfigurationsdiagramm eines vorbekannten Blutsammelbeutels,
  • 3 eine Betätigungsmethode für den Blutsammelbeutel,
  • 4 ein Konfigurationsdiagramm einer Ausführungsform eines chemischen Reaktionsmoduls gemäß der Erfindung,
  • 5 ein Funktionsstadium,
  • 6 eine beispielhafte Darstellung eines weiteren Funktionsstadiums,
  • 7 ein Konfigurationsdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
  • 8 eine Ausführungsform, die ein Strömungsweg-Druckbeaufschlagungsverfahren betrifft,
  • 9 eine weitere Ausführungsform hinsichtlich eines Strömungsweg-Druckbeaufschlagungsverfahrens,
  • 10 eine noch andere Ausführungsform hinsichtlich eines Strömungsweg-Druckbeaufschlagungsverfahrens,
  • 11 ein Konfigurationsdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
  • 12 eine Darstellung eines Druckbeaufschlagungsverfahrens,
  • 13 eine Darstellung eines konkreten Beispiels einer Form eines Strömungswegs,
  • 14 ein weiteres Druckbeaufschlagungsverfahren,
  • 15 ein noch anderes Druckbeaufschlagungsverfahren,
  • 16 ein weiteres Druckbeaufschlagungsverfahren,
  • 17 ein Konfigurationsdiagramm einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
  • 18 eine Darstellung einer Form eines Strömungswegs oder einer Kammer,
  • 19 eine Darstellung eines elastischen Körpers mit einer Schichtstruktur,
  • 20 eine Darstellung eines Erfassungs- bzw. Nachweisverfahrens einer Reaktionskammer,
  • 21 ein Konfigurationsdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Moduls,
  • 22 ein Konfigurationsdiagramm einer noch anderen Ausführungsform eines Moduls,
  • 23 ein Konfigurationsdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Moduls,
  • 24 ein Konfigurationsdiagramm einer Ausführungsform eines Einlasses eines Moduls,
  • 25 ein auf die Materialien eines Trägers bezogenes Diagramm,
  • 26 eine Darstellung eines Verfahrens hinsichtlich der Einspritzung und der Verbindungsstelle,
  • 27 ein Konfigurationsdiagramm einer noch anderen Ausführungsform eines Moduls,
  • 28 ein Konfigurationsdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Moduls,
  • 29 eine Darstellung eines Ansaugverfahrens für Proben,
  • 30 ein Konfigurationsdiagramm einer noch anderen Ausführungsform eines Moduls,
  • 31 eine Darstellung einer Ausführungsform einer Gestaltung einer Kammer,
  • 32 eine Darstellung eines zu behandelnden Gegenstands,
  • 33 eine Darstellung einer Ausführungsform, die eine Zell-Homogenisierung ermöglicht,
  • 34 ein Konfigurationsdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Moduls,
  • 35 ein Konfigurationsdiagramm einer noch anderen Ausführungsform eines Moduls,
  • 36 ein Konfigurationsdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines Moduls,
  • 37 eine Darstellung einer Ausführungsform hinsichtlich einer Verbindungsstelle zwischen einem elastischen Körper und einem Träger,
  • 38 ein Konfigurationsdiagramm einer noch anderen Ausführungsform eines Moduls,
  • 39 ein Konfigurationsdiagramm einer Ausführungsform eines chemischen Reaktionsmoduls gemäß der Erfindung,
  • 40 ein Konfigurationsdiagramm einer weiteren Ausführungsform eines chemischen Reaktionsmoduls gemäß der Erfindung,
  • 41 ein Konfigurationsdiagramm einer noch anderen Ausführungsform eines chemischen Reaktionsmoduls gemäß der Erfindung,
  • 42 eine weitere Ausführungsform eines Strömungsweg-Druckbeaufschlagungsverfahrens,
  • 43 eine noch andere Ausführungsform hinsichtlich eines Strömungsweg-Druckbeaufschlagungsverfahrens,
  • 44 eine Darstellung einer Ausführungsform, bei der sechs Strömungswege für eine Kammer ausgebildet sind, während drei Öffnungs-/Schließventile ausgebildet sind,
  • 45 eine weitere Ausführungsform einer Gestaltung einer Rolle bzw. Walze,
  • 46 eine noch andere Ausführungsform einer Gestaltung einer Rolle bzw. Walze,
  • 47 eine Darstellung eines Beispiels des Einsatzes einer Rolle mit konvexen Teilen,
  • 48 eine Darstellung eines Hauptabschnitts einer Ausführungsform eines chemischen Reaktionsmoduls gemäß der Erfindung,
  • 49 eine Darstellung eines Hauptabschnitts einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,
  • 50 eine Darstellung eines Hauptabschnitts einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung, und
  • 51 eine Darstellung eines Hauptabschnitts einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
  • Die Erfindung wird nun im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. 4 ist ein Konfigurationsdiagramm einer Ausführungsform eines chemischen Reaktionsmoduls gemäß der Erfindung. 4(a) ist eine perspektivische Ansicht. 4(b) ist eine Aufsicht auf einen elastischen Körper. 4(c) ist eine Z-Z'-Schnittansicht. Ein chemisches Reaktionsmodul 100 umfaßt einen elastischen Körper 110, der aus versiegeltem bzw. abgedichtetem elastischen Gummi o.dgl. hergestellt ist, und einen plattenförmiger Träger (Starrkörperträger) 120, der zum Zweck der Positionsbestimmung und der Formeinhaltung aus harten Materialien hergestellt ist.
  • Ein viskoelastischer Körper oder ein Kunststoffkörper kann als elastischer Körper 110 für ein Modul verwendet werden (als Beispiel der Ausführungsform wird aber ein elastischer Körper verwendet).
  • Löcher für eine Lösung (nachstehend als "Kammer" bezeichnet) 111 und 112, von denen jedes zur Oberfläche hin konkav ist, eine Kammer für die Reaktion (auch als "Reaktionskammer" bezeichnet) 113, eine Kammer zum Speichern von Abwasser (auch als "Abwasserreservoir" bezeichnet) 114 sowie ein diese Kammern verbindender Strömungsweg 115 sind auf der Rückseite des elastischen Körpers 110 ausgebildet, wie in 4(b) gezeigt ist.
  • Der elastische Körper 110 und die plattenförmige Adhäsionsfläche 116 ausschließlich des Strömungswegs haften an der Oberfläche des Trägers 120, wie in 4(c) gezeigt ist, wodurch eine Struktur geschaffen wird, bei der Kammern und der Strömungsweg durch den elastischen Körper 110 und den Träger 120 abgedichtet bzw. versiegelt sind, um ein Auslecken der Lösung nach außen zu verhindern.
  • Als nächstes wird die Übertragung einer Lösung in einem Modul mit einer solchen Struktur erläutert. Die Substanz (nachstehend als "Lösung" bezeichnet, da eine Lösung als Beispiel verwendet wird) A und die Lösung B werden vorab in die Kammern 111 und 112, die am Modul 100 ausgebildet sind, eingespritzt. Die Lösung wird mittels einer Spritze 118 eingespritzt, nachdem die Spritzennadel 117 direkt in den elastischen Körper 110 eingeführt wurde, wie in 4(c) gezeigt ist. Da der elastische Körper 110 aus elastischen Materialien gebildet ist, schließt sich das Nadelloch von selbst, wenn die Spritzennadel 117 zurückgezogen wird. Um das Loch vollständig abzudichten, wird das Nadelloch mit einem Klebemittel o.dgl. gefüllt, nachdem die Lösung eingespritzt ist. Das Loch kann aber auch mittels Hitzeversiegeln abgedichtet werden.
  • Wie 5 zeigt, wird eine Rolle bzw. Walze 130 von oben am linken Ende des Moduls 100 so weit nach unten gedrückt, dass die Kammer 111 zusammengequetscht wird. Falls die Rolle 130 gedreht und von der Position 1 nach rechts gemäß 6(a) bewegt wird, wird die in der Kammer 11 gespeicherte Lösung A nach rechts ausgedrückt. Die Lösung A wird durch den Strömungsweg 115 in die Reaktionskammer 113 geleitet. Die Luft in der Kammer 113 wird nach außen zum Abwasserreservoir 114 geleitet.
  • Falls die Rolle bzw. Walze 130 kontinuierlich gedreht und zu der Position 2 gemäß 6(b) bewegt wird, wird die Lösung B in der Kammer 112 ausgetragen. Die Lösung B wird durch den Strömungsweg 115 in die Reaktionskammer 113 ausgepreßt. Bei dieser Gelegenheit wird auch der mittlere Abschnitt des Strömungswegs 115 zusammengequetscht, wenn die Rolle 130 nach unten gedrückt wird, die ihrerseits zu einem Ventil zum Stoppen eines Rückstroms wird, wodurch verhindert wird, dass die Lösung B zur Kammer 111 zurückströmt.
  • Wenn die Lösung A und die Lösung B in die Reaktionskammer 113 eintreten, werden sie vermischt und reagieren miteinander. Reaktion bedeutet hier beispielsweise Mischung, Synthese, Auflösung, Trennung o.dgl.
  • Die Verwendung dieser Module ermöglicht beispielsweise die Erfassung bzw. den Nachweis von Dioxin, DNA o.dgl.
  • Wenn die Rolle 130 zur Position 7 in der umgekehrten Richtung gedreht und bewegt wird, wie in 6(d) gezeigt ist, nachdem die Rolle 130 von der Position 3 zur Position 6 gedreht und bewegt wird, wie in 6(c) gezeigt ist, kann die Lösung einfach gemischt werden.
  • Für gewöhnlich beendet die Rolle 130 eine Drehbewegung in einer Richtung (in einer Bahn).
  • Diese Module können so hergestellt sein, dass sie klein, leichtgewichtig und kostengünstig sind. Auch können Behandlungsprotokolle, beispielsweise zur Mischung, Synthese, Auflösung, Trennung oder Erfassung bzw. zum Nachweis von Substanzen in diesen Modulen ohne Unterschiede zwischen Bedienungspersonen einfach ausgeführt werden.
  • Außerdem ist ein Modul der vorliegenden Erfindung abgedichtet bzw. versiegelt und wegwerfbar. Es kann Viren, gefährliche Drogen bzw. Arzneien o.dgl. sicher behandeln. Beispielsweise können Behandlungen (eine Reihe von Behandlungen wie Neutralisierung, Destillierung, Probenahme, Mischung und colorimetrische Erfassung) von Abwasser aus Fabriken, eine Konzentration von Abwasser oder eine Erfassung von Cyanogen in Flüssen o.dgl., in die solches Abwasser fließt, eine Extraktion von DNA oder Protein aus Blutströmen oder erkrankten Teilen o.dgl. in diesem Modul sicher und zuverlässig durchgeführt werden.
  • Es ist anzumerken, dass diese Erläuterungen nur bestimmte geeignete Ausführungsformen zeigen sollen, um die Erfindung beispielhaft darzustellen. Daher versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die vorangehenden Ausführungsformen beschränkt ist. Vielmehr können viele weitere Änderungen und Modifikationen derselben vorgenommen werden, ohne vom Geist und den wesentlichen Eigenschaften derselben abzuweichen:
    • (1) Wie in 7 gezeigt ist, können nicht nur die Kammern 111 und 112 für die Lösungen A bzw. B, sondern auch die zum Strömungsweg 115 führenden Kammern 141 und 142 zum Zweck des Speicherns von Reinigungsflüssigkeit oder Trocknungsluft ausgebildet sein.
    • (2) Eine Druckbeaufschlagung nach unten des Strömungswegs mittels einer äußeren Kraft außerhalb eines Moduls kann nicht nur durch eine Rolle bzw. Walze, sondern auch durch einen Aktuator durchgeführt werden, der eine Kraft in einer Vertikalrichtung auf die Spritze 151 gemäß 8 aufbringt, wobei die in 7 gezeigte Kammer 112 o.dgl. ebenfalls direkt durch den Aktuator gedrückt werden kann, so dass die Lösung in der Kammer 12 ausgedrückt werden kann.
    • (3) Wie in 9 gezeigt ist, können mehrere Aktuatoren verwendet werden, um einen Pumpvorgang auszuführen, wobei die Lösung 153 in die Richtung des Pfeils (nach rechts) ausgedrückt werden kann, falls eine breite Spritze 152 nach unten gedrückt wird, nachdem die Spritze 151 nach unten gedrückt wurde.
    • (4) Wie in 10 gezeigt ist, können, falls mehrere Aktuatoren mit der Fähigkeit, Einzelaktionen zu steuern, in einer Matrix angeordnet sind und nach unten gedrückt werden, diese auch für Module mit allgemein genutzten Strömungswegen verwendet werden.
    • (5) Ein konvexer Teil 161 ist an der Oberfläche des elastischen Körpers 110 unmittelbar über einem Strömungsweg ausgebildet, wie in 11(a), (b) und (c) gezeigt ist. Auch wenn sich die Breiten, Formen oder die Anzahl der Strömungswege ändern, können sie zuverlässig zusammengequetscht und abgedichtet werden, wobei der starre Träger 120 sehr hilfreich ist, um Positionen genau einzuhalten.
    • (6) Falls die Breite einer Rolle bzw. Walze kleiner ist als die eines Moduls, können Umfangsflächen des elastischen Körpers 110 dazu tendieren, sich zu wölben, wie in 12(a) gezeigt ist, wobei Umfangsflächen vorab mittels eines Pressrahmens 171 gepresst werden sollten, wie in 12(b) gezeigt ist.
    • (7) Wie in 13(a) gezeigt ist, ist ein im wesentlichen schmaler Verbindungsteil zwischen einer Kammer eines elastischen Körpers 110 und einem Strömungsweg ausgebildet, der ein Ausströmen von Lösung in der Kammer erleichtertt, der aber kein Eindringen von Lösung im Strömungsweg in die Kammer infolge von Faktoren wie Viskositätswiderstand gestattet. Oder es kann gemäß den 13(b) oder (c) ein Schichtventil als Verbindungsteil ausgebildet sein. Oder das Ventil kann gemäß 13(d) durch den Druck der Lösung in der Kammer geöffnet werden, so dass die Lösung ausgedrückt wird.
    • (8) Ein Druckbeaufschlagungselement 180, dessen Form sich in der Mitte tonnen- bzw. faßartig wölbt (krümmt), kann statt einer zylindrischen Walze verwendet werden, wie 14 zeigt. Oder es kann gemäß 15 ein Druckbeaufschlagungselement 190 in Kugelform verwendet werden. Oder es kann gemäß 16 ein Druckbeaufschlagungselement 200 auf der Basis eines absorbierenden Löschpapierverfahrens in Kreisbogenform mit langem Krümmungsradius verwendet werden. Die Lösung kann in der Richtung des Pfeils ausgedrückt werden, falls das Druckbeaufschlagungselement 200 nach rechts gedreht wird, wie in 16 gezeigt ist.
    • (9) Wie in 17(a) gezeigt ist, falls die Reaktionskammer 113 am Beginn dünn ausgebildet ist, um sich in der Dickenrichtung zu erweitern, wenn Druck aufgebracht wird, besteht keine Notwendigkeit, die Luft aus der Reaktionskammer 113 abzuziehen. Somit muss in dem elastischen Körper 110 des Moduls 100 keine Kammer zum Speichern von Abwasser vorgesehen werden.
    • (10) Falls hinsichtlich der Querschnittsform des Strömungswegs 115 (oder einer Kammer) die Ecken rechtwinklig sind, wie in 18(a) gezeigt ist, wird der Strömungsweg 115 zusammengequetscht, wenn er von oben zusammengedrückt wird, wie in 18(b) gezeigt ist, während die Lösung an den Ecken zu verbleiben tendiert. Somit werden gemäß 18(c) die Ecken mit einer Krümmung eines Radius R versehen. Falls der Strömungsweg 115 eine Höhe H und eine Breite W aufweist, beträgt R vorzugsweise 1/10 oder mehr von H oder W. Wie in 18(d) gezeigt ist, ist es erwünscht, dass eine Ecke einer Verbindungsstelle mit dem Träger 120 ebenfalls eine Krümmung eines Radius R aufweisen sollte, wie in 18(d) gezeigt ist.
    • (11) Die Wandfläche des Strömungswegs 115 kann eine Oberflächenbehandlung erfahren, um eine hydrophobe Oberfläche bereitzustellen, falls die Lösung in Wasser löslich ist, oder um eine hydrophile Oberfläche bereitzustellen, falls die Lösung ölig ist, so dass ein Anhaften der Lösung verhindert wird. Oder es kann eine Teflon-(eingetragenes Warenzeichen)-Beschichtung vorgesehen sein, oder Teflon (eingetragenes Warenzeichen)-Gummi kann als Material für den elastischen Körper 110 verwendet werden.
    • (12) Der elastische Körper 110 kann zwei oder mehr Schichten aufweisen. Beispielsweise ist, wie die schematische Zeichnung der 19 zeigt, 19(a) eine Aufsicht auf einen elastischen Körper 110, und 19(b) ist eine Schnittansicht des elastischen Körpers 110; die Kammern 210 und 211 sind in der ersten Schicht 110(a) ausgebildet, während die Kammer 220 in der zweiten Schicht 110(b) ausgebildet ist. Außerdem ist ein Strömungsweg 212 für die Kammer 210 der ersten Schicht 110(a) zum Verbinden zur Kammer 220 der zweiten Kammer 110(b) ausgebildet, wodurch die Kammern in kompakter Weise dreidimensional gestaltet werden.
    • (13) Die Reaktionskammer 113 ist so ausgebildet, dass es möglich ist, Licht, Spannung, Strom, Wärme o.dgl. aus Reaktionssubstanzen zu erfassen. Beispielsweise ist ein gesamter elastischer Körper lichtdurchlässig oder nicht-lichtdurchlässig (opaque) gegenüber Licht gestaltet. Oder nur ein optischer Messabschnitt ist lichtdurchlässig gestaltet. Falls andere Abschnitte als der optische Messabschnitt opak gestaltet sind, sind die in Kammern gespeicherten Reaktionsmittel gegen Licht geschützt. Oder der gesamte elastische Körper kann aus einem Isolationskörper gebildet sein, wobei ein Abschnitt aus einem leitenden elastischen Körper (der Kohlenstoff o.dgl. enthält) gebildet ist. Um von einer Reaktionssubstanz emittiertes Licht zu beobachten, wie 20(a) zeigt, ist der elastische Körper 110 aus lichtdurchlässigen Materialien gebildet, wobei Beobachtungen durch ein Lesemittel 230 durchgeführt werden, welches von der Reaktionssubstanz emittiertes Licht abliest. Der elastische Körper 110 muss nicht gänzlich lichtdurchlässig sein. Stattdessen genügt es, dass nur ein optischer Messabschnitt lichtdurchlässig ist. Hier kann eine Glaskammer o.dgl. eingebettet sein. Falls Spannung oder Strom erfasst wird oder falls eine Elektrophorese ausgeführt wird, wie in 20(b) gezeigt ist, sind die Leiter 131 und 232 so angeordnet, dass sie Erfassungssignale direkt aus der Reaktionskammer 113 aufnehmen. Oder die Elektroden 233 und 234 können, wie 20(c) zeigt, nötigenfalls von außen eingeführt werden.
    • (14) Wie in 21 gezeigt ist, ist ein Auslaß 235 für den elastischen Körper 110 vorgesehen, um eine Struktur herzustellen, bei der eine Reaktionssubstanz vom Auslaß 235 mittels einer abwärts gerichteten Druckbeaufschlagung der Walze 130 ausgepresst werden kann. In diesem Fall ist es erwünscht, dass nur sichere Substanzen als abzuführende Reaktionssubstanzen verwendet werden sollen.
    • (15) Wie in 22 gezeigt ist, kann eine Abschrägung 241 in Kreisbogenform an der oberen Oberfläche der elastischen Körpers 110 vorgesehen sein, wobei eine Lösung in der Richtung des Pfeils ausgetragen wird, falls die tafelartige Druckplatte 240 von oben vertikal niedergedrückt wird.
    • (16) Wie in 23 gezeigt ist, können eine Druckabdeckung 242 und ein Träger 120 mittels eines Scharniers 243 miteinander verbunden sein, so dass die Druckabdeckung 242 frei geöffnet oder geschlossen werden kann, wodurch sie in der Lage ist, die Lösung auszutragen, wenn die Druckabdeckung 242 geschlossen wird.
    • (17) Ein konkaver Teil 250 ist an einem Einlaß zum Einspritzen von Proben gemäß 24 ausgebildet. Wenn eine Spritzennadel 117 eingeführt oder zurückgezogen wird, entweicht eine eingespritzte Substanz und haftet am Einspritzeinlaß an. Wie 24(b) zeigt, verbleibt die entwichene eingespritzte Substanz 251 aber an der Rückseite des konkaven Teils 250 infolge der Viskosität oder Oberflächenspannung der eingespritzten Substanz und kann nicht aus dem Modul abgeführt werden. Dies ist von Nutzen, wenn die Einspritzflüssigkeit (z.B. Blut) selbst gefährlich ist. Eine Rückzugsspur 252 der Spritzennadel 117 wird automatisch geschlossen.
    • (18) Ein elastischer Körper ist aus Materialien wie Silikongummi, PDMS (Polydimethylsiloxan), Naturgummi und seinem Polymer, Akrylgummi, Urethangummi o.dgl. hergestellt. Diese Materialien müssen nicht vollkommen elastische Körper sein, sondern können Harze mit viskoelastischen Eigenschaften oder Kunststoffkörper wie Gel sein. Falls sich ein Material fast plastisch verformt, ist es auch im Fall der 18(b) schwierig, dass sich ein Zwischenraum bildet.
    • (19) Als Materialien für den Träger 120 können Glas, Metalle, Hartharze, starre Körper, die gebogen werden können o.dgl. verwendet werden. Falls ein biegsamer starrer Körper verwendet wird, wird ein Modul auf einer harten Platte oder einem Tisch 260 angebracht, um die Rolle bzw. Walze 130 zum Aufbringen von Druck zu verwenden, oder das Modul 100 wird zwischen zwei Rollen 130 sandwichartig von oben und unten eingeklemmt, wie in 25(a) und 25(b) gezeigt ist.
    • (20) Um einen Einspritzeinlaß abzudichten, nachdem eine Lösung in die Kammer 111, Kammer 112 o.dgl. eingespritzt wurde, können Hitze oder ein Klebemittel verwendet werden. Oder es wird, wie in 26(a) und 26(b) gezeigt ist, ein elastischer Körper 110 von oben nach unten planiert, wobei eine Kammer nach oben gerichtet ist und eine Lösung in die Kammer eingespritzt wird. Danach wird der Träger 120 zum Abdecken der Kammer verwendet, wie 26(b) zeigt.
    • (21) Der elastische Körper 110 und der Träger 120 können mittels Absorption (im Fall von PDMS, Glas o.dgl.), einer Ultraschallwelle, Erhitzen, einer Plasmabehandlung, Vibration o.dgl. zusätzlich zu Adhäsion zusammengefügt sein bzw. werden.
    • (22) Substanzen, die zum Testen in Modulen anwendbar sind, sind biologische Moleküle, organische Stoffe, anorganische Stoffe oder lebende Organismen wie Bakterien, erkrankte Teile, Zellen o.dgl.
    • (23) Für eine Extraktionsbehandlung in einer Reaktionskammer können magnetische Kügelchen, Silikakügelchen, Silikafilter, Monolithfilter, Antikörper, Enzyme, Dendrimere o.dgl. als Extraktionsmittel verwendet werden. Man beachte, dass Vibration zum Verteilen magnetischer Kügelchen über eine Vibrationsquelle erfolgt, die beispielsweise auf die Außenseite eines Moduls aufgebracht ist.
    • (24) Wegen der Sicherheit ist es erwünscht, dass ein Verfestigungs-Reaktionsmittel in ein Abwasserreservoir vorab eingespritzt werden sollte.
    • (25) Da ein starres Substrat an einem Modul befestigt ist, ist es möglich, eine genaue Position zu bestimmen, wenn eine externe Kraft einwirkt oder wenn Messungen vorgenommen werden. Außerdem kann gemäß 27(a) ein Haken oder ein Loch 270 für den Haken zum Fixieren einer Position vorgesehen sein, wenn eine Kraft von außen einwirkt. 27(b) ist eine Seitenansicht (Schnittansicht), wenn ein Modul an einer Werkbank 271 derart befestigt wird, dass ein Loch 270 in 27(a) mit einem Arretierstift 272 ausgerichtet ist, der an der Werkbank 271 angebracht ist. Außerdem kann gemäß 28 eine Positionierungsmarke 273 für Aktivitäten wie Messungen vorgesehen sein.
    • (26) Proben können unter Verwendung der Rolle bzw. Walze 130 eingespritzt werden, wie in 29 gezeigt ist. Mit anderen Worten wird gemäß 29(a), nachdem eine Spritzennadel 117 eingeführt ist, die gemäß 29(b) nach unten gedrückte Rolle bzw. Walze 130 in einer Drehung von dem Einspritzeinlaß nach hinten bewegt, wodurch ermöglicht wird, dass eine Probe in die Kammer 111 gesaugt wird [29(c)]. Nachdem die Probe angesaugt ist, wird die Spritzennadel 117 gemäß 29(d) zurückgezogen, die Rolle bzw. Walze 113 nach oben abgehoben und zur Originalposition zurückgeführt, oder eine separat vorgesehene zweite Walze wird gedrückt, um die angesaugte Probe nach hinten zu verbringen. Falls die Viskosität der Probe stark genug ist, wird der Nicht-Rückführventileffekt der Rolle an der Position in 29(d) verwendet, um die Probe ohne Zurückziehen der Spritzennadel 117 in das Modul zu verbringen.
    • (27) Für den oben genannten Mischvorgang kann ein Vorsprung (oder eine Wand) 280 in der Kammer 113 zur Trennung und zur Verwirbelung gemäß 30 vorgesehen sein.
    • (28) Formen von Kammern können Polygone wie ein Sechseck, ein Rhombus, eine Kreisform o.dgl. sein, wie in den 31(a), 31(b) und 31(c) gezeigt ist.
    • (29) Ein die Erfindung betreffendes Modul kann nicht nur eine Lösung behandeln, sondern auch biologische Zellen. Wie in 32 gezeigt ist, ist eine Zielzelle in der Reaktionskammer 113 planiert, wobei ein in einer anderen Kammer gespeichertes medizinisches Mittel zugeführt und in die Zelle gegeben wird, wodurch Beobachtungen einer Zellkultur oder einer Reaktion ermöglicht werden. Ein erfindungsgemäßes Modul kann auch zur Synthese von Proteinen zellfreier Systeme verwendet werden.
    • (30) Ein Vorsprung 290 in Dreieckform, dessen Oberfläche Klingen aufweist, wie in 33 gezeigt ist, wird an dem Träger 120 angebracht. Dann wird gemäß 33(b) die Rolle 130 von links nach rechts und umgekehrt bewegt, so dass Zellen in der Kammer 113 mittels der mahlenden Messer homogenisiert werden.
    • (31) Die Erfindung hat beispielsweise die folgenden Anwendungen: (a) ein Glukosesensor zum Bestimmen der Konzentration von Glukose in Blut, wobei ein Modul ein abgedichteter Modultyp ist und sichere Tests ermöglicht; (b) Messungen von NOx oder Dioxin, (c) Erfassung bzw. Nachweis von Mikroelementen wie Cadmium, Cyanid, Arsenid und Quecksilber in Haar, Wasser oder Nahrungsmitteln, wobei ein Modul vom versiegelten bzw. abgedichteten Typ ist und eine sichere Erfassung bzw. einen sicheren Nachweis von landwirtschaftlichen Chemikalien, giftigen Substanzen o.dgl. unter Verwendung von Verfahren wie der Colorimetrie ermöglicht; (d) Nachweis oder Identifizierung von Biopolymeren wie DNA oder RNA unter Verwendung einer Hybridisierungsmethode oder Nachweis oder Identifizierung von Proteinen unter Verwendung von Antigen-Antikörperreaktionen; (e) Nachweis oder Identifizierung von DNA, RNA oder Proteinen unter Verwendung eines Elektrophoreseverfahrens während des Nachweises; (f) Erfassung bzw. Nachweis von Molekülen unter Verwendung von Chromatographieverfahren wie HPLC; (g) Nachweis von Molekülen basierend auf Spektroskopie unter Verwendung von ultraviolettem Licht, sichtbarem Licht o.dgl.; (h) Messungen chemischer Reaktionen oder Änderungen von Substanzen unter Verwendung elektrochemischer Messverfahren, d.h. Messungen zur qualitativen oder quantitativen Erfassung chemischer Reaktionen wie Oxidations-Reduktionsreaktionen von Substanzen, oder von Änderungen im Leitfähigkeitsverhältnis unter Verwendung elektrochemischer Messverfahren wie dem Impedanzverfahren; und (i) Erfassung oder Trennung von Zellen, Blutplättchen o.dgl. durch Identifizieren von Zellen wie Lymphozyten durch Fluoreszenz o.dgl. unter Verwendung einer Strömungsort-Meßmethode.
    • (32) Für eine Amplifizierung von PCR (Polymerase-Kettenreaktion) von Genen kann ein Metall 300 in den Träger 120 eingebettet werden, wie in 34 gezeigt ist, wobei eine Temperatursteigerung oder eine Temperatursenkung dieses Metalls 300 mittels eines Peltier-Heizelements 310 gesteuert wird, wodurch ein Wärmeaustausch und eine einfache PCR-Amplifizierung erleichtert wird.
    • (33) Wie in 35 gezeigt ist, kann ein kleiner Druckbeaufschlagungsmechanismus 320 wie z.B. ein starrer Körper, ein PZT, eine Formgedächtnis-Metalllegierung, ein Aktuator o.dgl. in das Modul 100 aufgenommen werden, wodurch der Druckbeaufschlagungsmechanismus 320 zusammen mit externem Druck vom Aktuator 321 o.dgl. angetrieben wird, um einen abwärts gerichteten Druck aufzubringen und einen Strömungsweg teilweise zu verschließen.
    • (34) Für die Verwendung von Licht zur Erfassung von Reaktionssubstanzen in der Reaktionskammer 113 kann gemäß 36 ein im Modul 100 aufgenommener optischer Wellenleiter 330 verwendet werden.
    • (35) Die Form eines ursprünglichen elastischen Körpers oder einer Substanz des Moduls kann unter Verwendung von Verarbeitungstechnologien wie Fräsen, Lichtformen und Naß- oder Trockenätzen hergestellt werden. Kammern können nicht nur mittels Lagenadhäsion gemäß 4, sondern auch durch Spritzgießen in ihrer Gesamtheit hergestellt werden. Formen zum Spritzgießen werden unter Verwendung von Verfahren wie Fräsen, Lichtformen oder Ätzen hergestellt.
    • (36) Der elastische Körper 110 und der Träger 120 können nicht nur durch Adhäsion abgedichtet werden, sondern auch durch elastische Verformung oder in einer Eingriffsstruktur. Im Fall einer Eingriffsstruktur gemäß 37 sind komplementäre Zähne 341 und 342 in einer geraden Dreieckform an Endflächen eines Verbindungsbereichs zwischen dem elastischen Körper 110 und dem Träger 120 ausgebildet, wie 37(a) zeigt. Diese Zähne werden gemäß 37(b) miteinander in Eingriff gebracht. Es ist anzumerken, dass diese Zähne an den gesamten umgebenden Flächen bzw. Bereichen eines Strömungswegs oder einer Kammer ausgebildet sind.
  • Ein solcher Eingriff hat die Eigenschaft, dass sich der elastische Körper 110 nur schwer horizontal dehnen kann, wenn der elastische Körper 110 niedergedrückt wird. Falls Vorsprünge entlang einer Kammer oder einem Strömungsweg vorgesehen sind, wie 37(c) zeigt, können die Kammer oder der Strömungsweg einfach abgedichtet werden.
  • Außerdem kann eine externe Kraft zum teilweisen Verschließen des Strömungswegs oder der Kammer oder zum Bewegen oder Blockieren fluider Substanz in dem Strömungsweg oder der Kammer nicht nur eine mechanische Kraft, sondern auch Luftdruck sein.
  • Außerdem kann eine Abschrägung 350 an einer Stelle (am Eingang) eines Moduls ausgebildet sein, wobei zuerst eine zylindrische Rolle hinzugefügt wird, wie 38 zeigt. Falls die Abschrägung 350 vorgesehen ist, reicht es aus, dass sich die Rolle 130 nur in einer Richtung bewegt, d.h. nach rechts gemäß den 38(a) und 38(b), um die Lösung nach rechts zu bewegen. Falls ein Modul keinen schrägen Eingang aufweist, muss die Rolle 130 in zwei Richtungen bewegt werden, d.h. nach unten und nach rechts, wie in den 38(c), 38(d) und 38(e) gezeigt ist.
  • 39 stellt eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar. 39(a) ist eine Draufsicht, 39(b) eine Teil-Schnittansicht der Kammern (A, B, C, E und G) und konvexer Teile (die schattierten Abschnitte der 39(a)) und 39(c) ist eine Z-Z'-Schnittansicht. Der Einfachheit halber wird eine Kammer für eine Lösung A Kammer A genannt, während eine Kammer für eine Lösung B Kammer B genannt wird (nachstehend gelten die gleichen Prinzipien für C, E und G).
  • Es ist anzumerken, dass das chemische Reaktionsmodul 100 wie im Fall der oben erwähnten Ausführungsform aus einem elastischen Körper 110 (z.B. einem versiegelten und elastischen Gummi) und einem tafel- bzw. plattenförmigen Träger 120 (der aus starren Materialien gebildet ist) ausgebildet ist. Die Materialien des Trägers 120 und der Verbindungsstelle zwischen dem elastischen Körper 110 und dem Träger 120 sind ebenfalls die gleichen wie im Fall der oben genannten Ausführungsform.
  • Die Kammern A bis F für Lösung, von denen jede zur Oberfläche hin konkav ist, sind auf der Rückseite des elastischen Körpers 110 ausgebildet, wie in 39(b). Ein konvexer Teil 161 ist im oberen Abschnitt der Teile der Kammern (A, B, C, E und G) ausgebildet, die zu der Oberfläche hin konkav sind (dieser konvexe Teil ist in 39(a) schattiert).
  • In die Kammer A wird Blut eingespritzt, in die Kammer B wird ein Lösungs-Reaktionsmittel zum Auflösen von Blut eingespritzt, und in die Kammer C werden magnetische Kügelchen zum Auffangen von Biopolymeren wie DNA eingespritzt. Die Kammer D ist eine Reaktionskammer, auf die ein Magnetfeld einwirkt (nicht dargestellt). Reinigungsflüssigkeit wird in die Kammer E eingespritzt, während Pufferflüssigkeit in die Kammer G eingespritzt wird. Die Kammer H ist eine Endproduktkammer, die Flüssigkeit enthält, welche in der Reaktionskammer D zur Reaktion gebracht wurde. Die Kammer F ist ein Abwasserreservoir.
  • Ein Strömungsweg 115 ist für diese Kammern ausgebildet um sie miteinander zu verbinden. Die Kammern A und B, die in einem Bereich ausgebildet sind, in dem ein konvexer Teil ausgebildet ist (nachstehend als "konvexer Bereich" bezeichnet), sind mit der Kammer C, die ebenfalls im konvexen Bereich ausgebildet ist, über Strömungswege 115a und 115b verbunden. Die Kammer C ist mit der Kammer D, die ein Bereich ohne konvexen Teil ist (nachstehend als "konkaver Bereich" bezeichnet) über einen Strömungsweg 115c verbunden. Außerdem sind die Kammern E und G, die im konvexen Bereich ausgebildet sind, mit der Kammer D über die Strömungswege 115d und 115e verbunden. Außerdem ist die im konkaven Bereich ausgebildete Kammer H mit der Kammer D über einen im konvexen Bereich ausgebildeten Strömungsweg 115f verbunden. Eine im konkaven Bereich ausgebildete Kammer F ist mit der Kammer D über einen im konvexen Bereich ausgebildeten Strömungsweg 115g verbunden.
  • Jede Kammer des elastischen Körpers 110 und der flache Teil außer den Strömungswegen haften an einer Oberfläche des Trägers 120, wie in 39(c) gezeigt ist, wodurch die Kammern und Strömungswege durch den elastischen Körper 110 und den Träger 120 abgedichtet werden können, was wiederum eine Struktur ermöglicht, bei der ein Entweichen von Lösung nach außen verhindert wird.
  • Als nächstes werden Lösungsübertragungsvorgänge in Modulen der obigen Struktur erläutert.
  • Wie vorher erwähnt wurde, werden Blut, ein Lösungs-Reaktionsmittel, Reinigungsflüssigkeit und Pufferflüssigkeit in die Kammern A, B, E und G, die im Modul 100 ausgebildet sind, vorab eingespritzt. Magnetische Kügelchen mit Oberflächen, die positive elektrische Ladungen tragen, werden vorab in die Kammer C eingeführt. Einspritzungen (nicht dargestellt) werden beispielsweise mittels einer Spritze ausgeführt, deren Nadel direkt in den elastischen Körper 110 eingeführt wird. Da der elastische Körper 110 durch elastische Materialien gebildet ist, schließt das Nadelloch von selbst, wenn die Spritzennadel zurückgezogen wird. Während das Nadelloch mit einem Klebemittel o.dgl. gefüllt wird, um das Loch nach Einspritzen der Lösung vollständig abzudichten, kann das Loch auch durch Hitzeversiegeln abgedichtet werden.
  • In der obigen Konfiguration gemäß 39(c) wird die Rolle bzw. Walze 130 von oben am linken Ende des Moduls 100 so weit nach unten gedrückt, dass der konvexe Bereich zusammengequetscht wird, wobei Blut und die Reaktionsmittellösung, die vorher in die Kammern A bzw. B eingespritzt wurden, nach rechts hinausgedrückt werden, falls die Rolle bzw. Walze 130 von einer Position 1 zu einer Position 2 nach rechts gemäß 39(a) gedreht und bewegt wird.
  • Infolgedessen wird das vorab in die Kammer A eingespritzte Blut über einen Strömungsweg 115a in die Kammer C geleitet, in die magnetische Kügelchen vorab eingebracht wurden, während die vorab in die Kammer B eingespritzte Reaktionsmittellösung über den Strömungsweg 115b in die Kammer C geleitet wird, wobei das Blut und die Reaktionsmittellösung vermischt werden. DNA im Blut wird auf den Oberflächen der magnetischen Kügelchen in der Kammer C aufgefangen.
  • Als nächstes wird die Rolle bzw. Walze 130 aus der Position 2 zur Position 3 gedreht und bewegt, so dass das Blut, die Reaktionsmittellösung und die magnetischen Kügelchen, die in der Kammer C gemischt wurden, über den Strömungsweg 115c in die Kammer D befördert werden. Ein Magnetfeld wird an die Kammer D angelegt, in der die magnetischen Kügelchen eingefangen werden.
  • Als nächstes wird die Rolle bzw. Walze 130 aus der Position 3 zur Position 4 so gedreht und bewegt, dass der Strömungsweg 115f zusammengequetscht wird, um die Strömung in die Kammer H zu blockieren. Außerdem wird die Rolle 130 aus der Position 4 zur Position 5 gedreht und bewegt. Infolgedessen wird die vorab in die Kammer E eingespritzte Reinigungsflüssigkeit in die Kammer D geleitet, um die magnetischen Kügelchen zu reinigen. Diese Reinigungsflüssigkeit passiert den Strömungsweg 115g, um in die Kammer F zu strömen, in der Abwasser enthalten ist (der Strömungsweg 115f zur Kammer H ist zusammengequetscht und geschlossen worden).
  • Als nächstes wird die Rolle bzw. Walze 130 von der Position 5 zur Position 6 gedreht und bewegt, so dass vorab in die Kammer G eingespritzte Pufferflüssigkeit über den Strömungsweg 115e in die Kammer D geleitet wird (ein Strömungsweg zur Kammer F ist durch die Walze 130 zusammengequetscht und geschlossen worden). Dann wird die Kammer D erwärmt, um die DNA, die von den Kügelchen eingefangen wurde, freizugeben. Die freigegebene DNA wird über einen Strömungsweg 115f in die Kammer H mit Pufferflüssigkeit geleitet, um zu einem Endprodukt zu werden.
  • 40 ist eine weitere Ausführungsform einer Konfiguration der 39. Der Unterschied zur 39 besteht darin, dass statt der Abwasserkammer F ein Zirkulationsströmungsweg 115h am Drainageauslaß der Reaktionskammer D gebildet ist, so dass Abwasser zur Kammer A zurückgeleitet wird. Bewegungen der Rollen bzw. Walzen 130 und Einström- bzw. Ausströmvorgänge von Injektionsstoffen in die Kammern über Strömungswege sind die gleichen wie in 1. Eine solche Konfiguration bewirkt, dass der Innendruck von Kammern oder Strömungswegen nicht ansteigt, so dass Flüssigkeit reibungslos übertragen werden kann. Der Raum für eine Abwasserkammer f ist nicht mehr nötig, wodurch das Modul um diesen Raum herum reduziert werden kann.
  • 41 stellt ein Beispiel einer weiteren Ausführungsform dar, wobei ein konvexer Teil gemäß 39 nicht in einem Modul ausgebildet ist. Das gesamte Modul ist in flacher Form ausgebildet, wobei die Länge der Rolle bzw. Walze 130 begrenzt ist, so dass sich die Rolle 130 in dem X-Y-Bereich am Modul bewegen. Es ist anzumerken, dass die gleichen eingespritzten Substanzen wie in 39 in den Kammern A, B, C, E bzw. G enthalten sind und dass die Kammern D und H ebenfalls auf gleiche Weise arbeiten.
  • In der obigen Konfiguration drückt die Rolle bzw. Walze 130 die Kammern A und B von oben am linken Rand des Moduls 100 so weit von oben nach unten, dass die Kammern A und B zusammengequetscht werden, wodurch das Blut und die Reaktionsmittellösung, die jeweils vorher in die Kammern A und B eingespritzt wurden, nach rechts herausgedrückt werden, falls die Rolle 130 aus der Position 1 zur Position 2 gemäß 41 nach rechts gedreht und bewegt wird.
  • Infolgedessen wird das vorab in die Kammer A eingespritzte Blut über einen Strömungsweg 115a in die Kammer C geleitet, während die Reaktionsmittellösung, die vorher in die Kammer B eingespritzt wurde, über einen Strömungsweg 115b in die Kammer C geleitet wird, in die vorab magnetische Kügelchen eingeführt wurden, wobei sich das Blut und die Reaktionsmittellösung mischen.
  • Als nächstes wird die Rolle bzw. Walze 130 aus der Position 2 zur Position 3 gedreht und bewegt, so dass das in der Kammer C gemischte Blut und die Reaktionsmittellösung sowie die magnetischen Kügelchen, die DNA eingefangen haben, über den Strömungsweg 115c zur Kammer D bewegt werden. Ein Magnetfeld wird an die Kammer D angelegt, wobei magnetische Kügelchen durch das Magnetfeld eingefangen werden.
  • Als nächstes wird die Rolle bzw. Walze 130 aus der Position 3 zur Position 4 bewegt, so dass der Strömungsweg 115f zusammengequetscht wird, um die Strömung in die Kammer H zu blockieren. Außerdem wird die Rolle 130 aus der Position 4 zur Position 5 gedreht und bewegt. Infolgedessen wird die vorab in die Kammer E eingespritzte Reinigungsflüssigkeit in die Kammer D geleitet, um die magnetischen Kügelchen zu reinigen. Diese Reinigungsflüssigkeit wird über einen Zirkulationsströmungsweg 115h in die Kammer A geleitet (der Strömungsweg 115f zur Kammer H wurde zusammengequetscht und geschlossen).
  • Als nächstes wird die Rolle 130 aus der Position 5 zur Position 6 gedreht und bewegt, so dass die vorab in die Kammer G eingespritzte Pufferflüssigkeit über den Strömungsweg 115e in die Kammer D geleitet wird (ein Strömungsweg zum Zirkulationsweg 115e ist zusammengequetscht und geschlossen worden). Dann wird die Kammer D erhitzt, um die DNA, die von den Kügelchen eingefangen wurde, freizugeben. Die freigegebene DNA wird mit der Pufferflüssigkeit über den Strömungsweg 115f in die Kammer H geleitet, um zu einem Endprodukt zu werden.
  • Die abwärtsgerichtete Druckbeaufschlagung für Strömungswege mittels einer externen Kraft außerhalb des Moduls ist nicht auf Rollen bzw. Walzen beschränkt. Wie in 42 gezeigt ist, können Öl, Wasser, Luft o.dgl. zur Druckbeaufschlagung vorab in den Strömungsweg 115i eingespritzt werden, so dass ein konvexer Teil 161 mittels eines Aktuators (nicht dargestellt) gepresst wird und eine Spitze A' gedehnt wird, um den Strömungsweg 115 zu quetschen.
  • 43 stellt eine weitere Ausführungsform eines Mechanismus für Druckkammern oder Strömungswege dar, wobei der Träger 120 Kammern oder Strömungswege umfasst, der elastische Körper 110 mit in konvexer Form ausgebildeten Querschnitten und der den elastischen Körper 110 enthaltende starre Körper 121 zum Vorstehenlassen des konvexen Teils dieses elastischen Körpers kombiniert sind und wobei der konvexe Teil des elastischen Körpers 110 durch eine Rolle bzw. Walze, einen Aktuator o.dgl. gepresst wird, um die oben genannten Strömungswege oder Kammern zu quetschen. wie dargestellt ist, kann der starre Körper 121 auch als Anschlag für den Aktuator dienen.
  • Es ist anzumerken, dass die Anzahl von Strömungswegen 115, die zu jeder Kammer führen, willkürlich sein kann. In 44 sind sechs Strömungswege ausgebildet, wobei drei konvexe Teile 161 (Mittel zum Blockieren von Strömungswegen) gemäß 42 oder 43 ausgebildet sind, um zu Öffnungs- und Schließ-Kegelventilen zu werden.
  • 45 zeigt mit Rillen bzw. Nuten versehene Rollen bzw. Walzen 130a, wobei eine Nut bzw. Rille 131 auf einer zylindrischen Rolle bzw. Walze 130 ausgebildet ist. Positionen von konvexen Teilen oder Kammern, die an einem Modul ausgebildet sind, können auf verschiedene Weisen kombiniert werden.
  • 46 zeigt Rollen bzw. Walzen 130b mit einem konvexen Teil, wobei ein konvexer Teil auf ähnliche Weise an der zylindrischen Rolle 130 vorgesehen ist. Auch wenn ein Modul flach ist, kann eine externe Kraft teilweise auf das Modul aufgebracht werden, wie im Fall des konvexen Teils der 39(b).
  • Wie in 47 gezeigt ist, ist es möglich, die Bereiche in Y1 und Y2 zu unterteilen, wobei der konvexe Teil (a) und der konvexe Teil (b) zur Druckbeaufschlagung verwendet werden. In dieser Konfiguration wird die Rolle 130b mit einem konvexen Teil vom linken Ende gedreht und von der Position X1 zur Position X2 bewegt, um die Flüssigkeit der Kammer A, die sich im Bereich Y1 befindet, in die Kammer C zu drücken, und die Flüssigkeit auch zu der im Bereich Y2 befindlichen Kammer B zu drücken.
  • Man beachte, dass das in der obigen Ausführungsform dargestellte Modul unter speziellen Bedingungen die folgenden Probleme aufweist:
    • (1) Wenn beispielsweise eine genetische Amplifikation durchgeführt wird, ist eine Erwärmung oder Abkühlung erforderlich. Falls eine Mikropartikel mit DNA kombinierende Probe verwendet wird, kann sie in Vibration versetzt werden. Es ist jedoch schwierig, Wärme oder Vibration auf ein aus dicken Materialien wie Röhren gebildetes Modul zu übertragen.
    • (2) Falls ein Modul aus dünnem Glas gebildet ist, kommt es zu einer Gefahr, wenn Viren enthaltende Lösung in dem Modul verbleibt, wenn das Modul entsorgt wird. Außerdem sind Module mit einer Glasstruktur teuer.
  • Die als nächste gezeigte Ausführungsform ist in der Lage, diese Probleme zu lösen. Auch dieses chemische Reaktionsmodul kann schnell erhitzt oder abgekühlt werden. Eine ausreichende Vibration kann auf das Modul übertragen werden. Außerdem ist der Einfluss von Erwärmung, Abkühlung oder Vibration an einer angrenzenden Stelle gering. Das Modul ist auch sicher und kostengünstig.
  • 48 stellt einen Hauptabschnitt einer ein solches Modul betreffenden Ausführungsform dar. Dieses Modul hat eine Struktur, die für eine genetische Amplifikation auf der Basis des PCR-Verfahrens geeignet ist, oder zur Verwendung als Probe, wobei magnetische Partikel mit DNA kombiniert werden. Es ist anzumerken, dass die nachstehenden Beschreibungen nur die Eigenschaften behandeln. Andere Merkmale als die Eigenschaften sind die gleichen wie die der obigen Ausführungsform, und daher fallen Erläuterungen solcher Merkmale weg.
  • In 48 ist 200a ein Betätigungsmittel, um dessen Spitze einen Kontakt mit der dünnen elastischen Schicht 110a des Moduls zu ermöglichen und um eine Probe in der Kammer A (beispielsweise der Reaktionskammer 113 der 4(b) mittels eines Peltier-Elements o.dgl. zu erwärmen oder abzukühlen, oder um Vibration mittels einer Schwingspule oder eines Piezoelements zu vermitteln. In der folgenden Ausführungsform wird dieses Betätigungsmittel als externe Aufspanneinrichtung bezeichnet. Man beachte, dass die Probe DNA, magnetische Partikel o.dgl. sowie Lösung bedeutet.
  • Der Ausbildungsteil der elastischen Schicht 110a ist lokal und auf den oberen Teil der Kammer A beschränkt, mit der die externe Aufspanneinrichtung 200a in Kontakt steht. Die elastische Schicht 110a dieses Teils ist dünner als die anderen Teile des elastischen Körpers und ist mit einer Dicke von 1 mm oder weniger ausgebildet. Die optimale Dicke "t" beträgt beispielsweise 0,1 bis 1 mm.
  • Als nächstes werden Arbeitsgänge in einer solchen Konfiguration erläutert. Eine Probe wird in die Kammer A des Moduls eingespritzt. Ein Strömungsweg o.dgl. in dem Modul wird blockiert, um den Innendruck der Kammer A anzuheben. Die elastische Schicht 110a bleibt unter Spannung.
  • Es ist anzumerken, dass der Innendruck nicht nur auf einen lokalen Abschnitt der Kammer A beschränkt ist. Er kann über Kammern und Strömungswegen im Modul angehoben werden.
  • Eine Spitze bzw. ein Ende der externen Aufspanneinrichtung 200a wird mit dem erhöhten Innendruck gegen die Oberfläche der elastischen Schicht 110a gedrückt und daran haften gelassen. Je nach den Behandlungen kann die Probe erwärmt, gekühlt oder in Vibration versetzt werden.
  • Bei einer genetischen Amplifikationsbehandlung auf der Basis der PCR-Methode werden Erwärmung und Abkühlung wiederholt. Da die elastische Schicht 110a dünn ist und die Erwärmung und Abkühlung direkt auf die Probe über die anhaftende elastische Schicht 110a erfolgt, ist das Ansprechverhalten viel schneller als bei herkömmlichen indirekten Erwärmungs- und Kühlungsverfahren.
  • Auf diese Weise kann eine Erwärmung und Abkühlung oder Vibration auf die Probe einwirken, wenn nur ein elastischer Körper am oberen Teil einer Zielkammer aus einer dünnen Schicht von 1 mm oder weniger gebildet ist, an der die externe Aufspanneinrichtung 200a haftet. Da die Erwärmung und Abkühlung nur direkt auf die Probe einwirken und selten andere Abschnitte mit fast keiner Übertragung beeinflussen, kann ein sehr schnelles Ansprechen erzielt werden. Auch Vibration wirkt direkt nur auf die Probe ein und beeinflusst andere Abschnitte mit fast keiner Übertragung nur selten.
  • Man beachte, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt ist. Beispielsweise kann gemäß 49 der Innendruck der Kammer A durch die Druckbeaufschlagung (oder Einführung) einer externen Aufspanneinrichtung erzeugt werden. In diesem Fall werden der Eingangsströmungsweg 115j und der Ausgangsströmungsweg 115k, die in der gleichen Richtung von der Kammer A aus ausgebildet sind, gleichzeitig durch eine Rolle 130, (die als Stopfenventil dient) zusammengequetscht, um die Kammer A abzudichten, und anschließend wird die externe Aufspanneinrichtung 200a auf die elastische Schicht gedrückt, wodurch der Innendruck der Kammer A ansteigt.
  • In den umgebenden elastischen Abschnitten eines Bereichs, mit der die externe Aufspanneinrichtung 200A in Kontakt stehen kann, kann eine Auskerbung 110b ausgebildet sein, wie in 50(a) gezeigt ist, um die Übertragung von Wärme oder Vibration auf andere Abschnitte zu reduzieren. Oder es kann gemäß 50(b) ein Auffüllelement 110c, das aus wärmeisolierenden Materialien oder schwingungsdämpfenden Materialien hergestellt ist, in den Einkerbungen aufgenommen sein.
  • Oder es kann gemäß 51 eine elastische Schicht 110a aus einer lichtdurchlässigen Schicht gebildet sein. Falls eine lichtdurchlässige Schicht verwendet wird, ist es möglich, fluoreszierendes Licht während der DNA-Hybridisierung durch das Fenster (die elastische Schicht 110a) der lichtdurchlässigen Schicht mittels einer Lesevorrichtung 400 zu beobachten. Falls eine Probe erwärmt wird, kann statt der Verwendung einer externen Aufspanneinrichtung ein Laser durch das Fenster emittiert werden.
  • So lange sich die elastische Schicht 110a nicht verwirft oder Blasen enthält, kann der Innendruck einer Kammer annähernd atmosphärischer Druck sein.
  • Zum Einfangen von DNA können Silikakügelchen o.dgl. als magnetische Kügelchen verwendet werden. In diesem Fall können Filter, die kleiner als Kügelchen sind, eingesetzt werden, um die Kügelchen selbst einzufangen.
  • Die vertikale Beziehung zwischen einem Modul und einer externen Aufspanneinrichtung kann entgegengesetzt zu derjenigen der Ausführungsform sein. Mit anderen Worten können die Oberseite und die Unterseite des Moduls umgekehrt werden, so dass die externe Aufspanneinrichtung von unten gegen die elastische Schicht 110a gedrückt wird.
  • Das Einwirken von Druck auf einen elastischen Körper ist nicht auf eine Druckbeaufschlagung des gesamten Bereichs des Moduls mittels einer Rolle beschränkt, wie in den obigen Ausführungsformen gezeigt ist. Eine externe Kraft kann auch von außen auf den Behälter einwirken, um einen Strömungsweg, eine Kammer oder beide teilweise zu schließen, so dass fluide Substanz in dem Strömungsweg oder in der Kammer bewegt oder blockiert wird.
  • Eine Pumpe oder ein Ventil, die bzw. das eine solche Rolle spielt, ist nicht auf eine externe Kraft beschränkt. Eine externe Pumpe außerhalb eines Moduls oder ein aus einer Formgedächtnislegierung hergestelltes internes Ventil o.dgl. können ebenfalls eingesetzt werden.
  • Da Module der obigen Konfigurationen abgedichtet und wegwerfbar sind, weisen sie gegenüber Viren oder gefährlichen Drogen bzw. Arzneimitteln eine sichere Struktur auf. Außerdem sind diese Module unter einem praktischen Gesichtspunkt sehr nützlich, da sie eine einfache Erstellung von Protokollen für chemische Reaktionen o.dgl. ohne Unterschiede zwischen Bedienungspersonen ermöglichen.

Claims (45)

  1. Chemisches Reaktionsmodul, das zur Ausführung chemischer Reaktionen von Proben zu verwenden ist, mit: einem aus einem starren Träger und einem elastischen Körper gebildeten Behälter, in dem zwei oder mehr Kammern ausgebildet sind, die verbunden oder so angeordnet sind, daß sie über Strömungswege verbunden werden können, wobei durch Ausüben einer externen Kraft außerhalb des Behälters auf den elastischen Körper die Strömungswege, die Kammern oder beide teilweise geschlossen werden können, so daß fluider Stoff in den Strömungswegen oder den Kammern bewegt oder blockiert bzw. zurückgehalten werden kann.
  2. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei die externe Kraft Luftdruck oder mechanische Kraft ist.
  3. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Reaktionsflüssigkeit, eine Reaktionssubstanz oder eine Probe vor der Reaktion in mindestens eine der zwei oder mehr Kammern eingespritzt oder darin fixiert wird.
  4. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 3, wobei ein Eingang zum Einspritzen der Reaktionsflüssigkeit, der Reaktionssubstanz oder der Probe so vorgesehen ist, daß der Eingang mittels Adhäsion oder Verschmelzen abgedichtet ist.
  5. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 4, wobei ein Eingang so vorgesehen ist, daß er die Probe aufnimmt, und wobei der Eingang einen von der Oberfläche des Behälters zur Innenseite hin konkaven Teil aufweist, so daß die eingespritzte Probe nicht aus dem Behälter ausfließt.
  6. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei ein Ziel der chemischen Reaktion eine anorganische Substanz, eine organische Substanz, ein Biopolymer oder eine Zelle zur Ausführung von Behandlungen wie beispielsweise Mischung, Synthese, Auflösung, Trennung bzw. Abscheidung, Nachweis o.dgl. ist.
  7. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, die so strukturiert ist, daß sie die Reaktionssubstanz in der chemischen Reaktion aus dem Modul herauspressen kann.
  8. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei die Oberfläche des elastischen Körpers praktisch flach ist oder eine konkave Form oder eine konvexe Form aufweist.
  9. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei der elastische Körper aus mehreren Schichten gebildet ist, von denen jede eine über einen Strömungsweg verbundene Kammer aufweist.
  10. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei ein Teil des elastischen Körpers oder der gesamte elastische Körper lichtdurchlässig ist.
  11. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei der Strömungsweg oder die Kammer nicht mit rechtwinkligen Ecken, sondern in Kurvenform ausgebildet ist.
  12. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei ein Einwegventil mit einem beweglichen Abschnitt an einem Auslaß des Strömungswegs oder der Kammer ausgebildet ist, und der Auslaß schmal ausgebildet ist, um als Einwegventil zu wirken, oder der Auslaß als Ventil wirkt, das sich dehnt, wenn Druck beaufschlagt wird.
  13. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei der Strömungsweg oder die Kammer so ausgebildet ist, daß er/sie sich in der Dickenrichtung des Moduls dehnt.
  14. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei die Oberfläche des Strömungswegs oder der Kammer einer hydrophoben oder hydrophilen Behandlung unterzogen ist.
  15. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei die Oberfläche des Strömungswegs oder der Kammer mit Teflon beschichtet ist.
  16. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei ein Haken oder ein Markierungselement zur Positionsbestimmung vorgesehen ist.
  17. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei ein Vorsprung zur Trennung und als Hindernis oder ein Vorsprung zur Homogenisierung in der Kammer vorgesehen ist.
  18. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei ein Leiter in der Kammer vorgesehen ist, um Eingangs- und Ausgangssignale einer Reaktionssubstanz, beispielsweise Spannung, elektrischer Strom, Wärmeerzeugung o.dgl. mit externen Einheiten auszutauschen, oder wobei die Kammer so ausgebildet ist, daß sie die Einführung des Leiters ermöglicht.
  19. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei ein lichtdurchlässiges Element in der Kammer ausgebildet oder in diese eingebettet ist, um eine optische Erfassung auszuführen.
  20. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei eine der Kammern als ein Abwasserreservoir ausgebildet ist, um Abwasser aufzunehmen, und wobei ein Verfestigungs reaktionsmittel in das Abwasserreservoir eingespritzt wird, um das Abwasser zu verfestigen bzw. erstarren zu lassen.
  21. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei ein Metall in der Kammer angeordnet ist, um Temperaturänderungen zum Zweck der Ausführung einer genetischen PCR-Amplifikation zu übertragen, oder ein Peltier-Heizelement in der Kammer angeordnet ist, um die Temperatur in der Kammer zu verändern.
  22. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei der elastische Körper ein viskoelastischer Körper oder ein Kuststoffkörper ist.
  23. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei ein Modulende, das zuerst mit einer zylindrischen Rolle bzw. Walze oder Walze, die die fluide Substanz bewegen soll, in Eingriff kommen soll, in einer schrägen bzw. sich verjüngenden Form so ausgebildet ist, daß die Bewegungsrichtung der Rolle bzw. Walze bzw. Walze zum Modul hin nur in der Dickenrichtung oder senkrecht zu dem Modul erfolgen kann.
  24. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei ein Hybridisierungsverfahren ausgeführt werden kann, um Biopolymere, wie auf DNA oder RNA basierende, zu erfassen bzw. nachzuweisen oder zu identifizieren, oder eine Antigen-Antikörperreaktion ausgeführt werden kann, um Proteine zu erfassen bzw. nachzuweisen oder zu identifizieren.
  25. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei eine Elektrophorese ausgeführt werden kann, um Moleküle wie DNA, RNA oder Proteine zu erfassen bzw. nachzuweisen.
  26. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei Chromatographieverfahren, beispielsweise HPLC ausgeführt werden können, um Moleküle zu erfassen bzw. nachzuweisen.
  27. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei eine Spektroskopie unter Verwendung von ultraviolettem Licht, sichtbarem Licht o.dgl. ausgeführt werden kann, um Moleküle zu erfassen bzw. nachzuweisen.
  28. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei ein elektrochemisches Messverfahren ausgeführt werden kann, um chemische Reaktionen oder Änderungen von Substanzen zu messen.
  29. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei ein Strömungsort-Meßverfahren ausgeführt werden kann, um Zellen wie Lymphozyten zu identifizieren und um Zellen oder Blutplättchen zu erfassen bzw. nachzuweisen oder abzuscheiden.
  30. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei, wenn zwei oder mehr Körper zur Bildung des Moduls kombiniert werden, ein Vorsprung, ein konkaver Teil oder beide in den kombinierten Flächen ausgebildet sind, um die kombinierten Flächen in abdichtender Weise zusammenzufügen.
  31. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 1, wobei eine dünne elastische Schicht in einem Teil des elastischen Körpers ausgebildet ist, um den Kontakt oder die Einführung eines Wirkmittels außerhalb des Moduls zu ermöglichen, um auf eine Probe in der Kammer mit Erwärmung, Kühlung, Vibration oder Licht einzuwirken.
  32. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 31, wobei die dünne elastische Schicht eine Dicke von 1 mm oder weniger aufweist.
  33. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 31, wobei der Innendruck in der mit der dünnen elastischen Schicht bedeckten Kammer gleich dem oder größer als der atmosphärische(n) Druck ist, wenn das Wirkmittel in Kontakt gebracht oder eingeführt wird bzw. ist.
  34. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 31, wobei eine Einkerbung ausgebildet ist oder wärmeisolierende Materialien oder vibrationsdämpfende Materialien in einem elastischen Abschnitt um die dünne elastische Schicht herum eingebettet sind.
  35. Chemisches Reaktionsmodul, in dem eine chemische Reaktion von Proben durchgeführt wird, wobei zwei oder mehrere Kammern zum Ausführen der chemischen Reaktion der Proben vorgesehen sind und über Strömungswege in einem Behälter verbunden sind, wobei mindestens ein Teil desselben aus einem elastischen Körper besteht und wobei eine fluide Substanz in den Strömungswegen oder Kammern bewegt wird, wenn eine externe Kraft durch ein externes Kraftaufbringungsmittel von außerhalb des Behälters aufgebracht wird, mit: einem Bereich, auf den die externe Kraft einwirkt, und einem Bereich, auf den die externe Kraft nicht einwirkt.
  36. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 35, wobei das externe Kraftaufbringungsmittel eine Rolle bzw. Walze oder ein Aktuator bzw. Betätiger ist, und wobei eine Kontaktfläche zum Kontakt mit dem externen Kraftaufbringungsmittel, ein Modul oder beide in konvexer Form in einem Bereich, auf den die externe Kraft einwirkt, ausgebildet ist.
  37. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 35, wobei das externe Kraftaufbringungsmittel eine Rolle bzw. Walze mit einer vorgeschriebenen Breite oder ein Aktuator ist, und wobei die Breite der Rolle bzw. Walze auf die Breite eines Bereichs zur Druckbeaufschlagung des Moduls begrenzt ist.
  38. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 35, mit: einem Träger, in dem ein Strömungsweg oder eine Kammer ausgebildet ist, einem elastischen Körper, in dem eine Querschnittsfläche in einer konvexen Form ausgebildet ist, und einem starren Körper, in dem der elastische Körper so untergebracht ist, daß der konvexe Teil des elastischen Körpers vorsteht, wobei der konvexe Teil des elastischen Körpers gepresst wird, um den Strömungsweg oder die Kammer zusammenzudrücken.
  39. Chemisches Reaktionsmodul nach Anspruch 35, wobei Strömungswege zum Verbinden von Kammern so konfiguriert sind, daß sie infolge von Flüssigkeitsdruck oder Luftdruck in dem Modul, der durch das externe Kraftaufbringungsmittel beeinflusst wird, geöffnet oder geschlossen werden.
  40. Herstellungsverfahren eines chemischen Reaktionsmoduls, wobei ein gesamter Behälter des chemischen Reaktionsmoduls nach einem der Ansprüche 1 bis 39 im Gießverfahren unter Verwendung einer Gießform hergestellt wird, die durch Fräsen, optisches Formen oder Ätzen hergestellt wird.
  41. Antriebssystem einer chemischen Reaktionsmodul, wobei Strömungswege, Kammern oder beides der chemischen Reaktionsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 39 teilweise durch ein mechanisches Mittel geschlossen werden, um Proben anzusaugen oder um fluide Substanz in den Strömungswegen oder Kammern zu bewegen oder zu blockieren bzw. zurückzuhalten.
  42. Antriebssystem eines chemischen Reaktionsmoduls nach Anspruch 41, wobei der elastische Körper, der viskoelastische Körper oder der Kuststoffkörper durchdas mechanische Mittel unter Verwendung von einer/einem oder mehreren zylindrischen Rolle(n) bzw. Walze(n), Kugel(n), Presselement(en) in Tonnenform, kreisförmigen Bogenpresselement(en) oder tafelförmigen Pressplatte(n) gepresst wird.
  43. Antriebssystem eines chemischen Reaktionsmoduls nach Anspruch 41, wobei der elastische Körper, der viskoelastische Körper oder der Kuststoffkörper durch das mechanische Mittel gepresst wird, das einen starren Körper über mindestens ein Paar Aktuatoren antreibt, die in einer Richtung oder mehreren Richtungen arbeiten können.
  44. Antriebssystem eines chemischen Reaktionsmoduls nach Anspruch 41, wobei ein Druckbeaufschlagungsmechanismus wie ein Aktuator, ein starrer Körper, eine PZT- oder Formgedächtnislegierung in den Behälter eingebettet ist, um das mechanische Mittel zu bilden, und wobei der Druckbeaufschlagungsmechanismus zusammen mit einem externen Antrieb eingesetzt wird, um Fluide oder Kammern teilweise abzusperren.
  45. Antriebssystem eines chemischen Reaktionsmoduls, mit einer Vibrationsquelle zur Erzeugung von Vibration zum Verteilen bzw. Auflösen von Kügelchenen in dem chemischen Reaktionsmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 39.
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