DE102006053451A1

DE102006053451A1 - Plattform zur Temperierung von Substanzen und zur Durchführung von zu temperierenden Reaktionen

Info

Publication number: DE102006053451A1
Application number: DE200610053451
Authority: DE
Inventors: Claudia Gärtner
Original assignee: MICROFLUIDIC CHIPSHOP GmbH
Current assignee: MICROFLUIDIC CHIPSHOP GmbH
Priority date: 2006-11-11
Filing date: 2006-11-11
Publication date: 2008-05-15
Anticipated expiration: 2026-11-12
Also published as: DE102006053451B4

Abstract

Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Plattform zur Temperierung von flüssigen, gasförmigen oder festen Substanzen und zur Durchführung von Reaktionen, für die eine Temperierung notwendig ist oder verschiedene Temperaturen an gleicher oder unterschiedlicher Stelle notwendig sind. Die Temperierung der Plattform wird durch externe Wärmezu- und Wärmeableitung über Heizelemente oder entsprechende Betriebsgeräte oder durch in die Plattform integrierte Heiz-Kühl-Elemente erreicht. Entscheidendes Charakteristikum der Plattform ist ein optimaler Kontakt zu den Heizelementen, der entweder über direkte Integration oder durch im entsprechenden Betriebsgerät integrierte Vorrichtungen für ein direktes Aufliegen der Plattform auf den Heiz-Kühl-Elementen erreicht wird. Die Plattform enthält Strukturen wie z. B. Kanäle oder Gefäße zur Lagerung von Substanzen, gezielten Fluidführung oder zur Durchführung von Reaktionen.

Description

Stand der Technik
In der Laborroutine wird die Temperierung von Reaktionsgefäßen, insbesondere bei wechselnden Temperaturen wie diese für die PCR (Polymerasekettenreaktion) zum Einsatz kommen, durch das Aufheizen und Herunterkühlen eines Thermoblock und gleichzeitig des auf oder in ihm sitzenden gesamten Reaktionsgefäßes erreicht.
Zeitbestimmend ist hier der Wärmetransport. Dabei bestimmen neben der Heiz- und Kühlrate des Betriebsgeräts auch die Wandstärke des Reaktionsgefäßes sowie das Volumen der zu temperierenden Flüssigkeit die für den entsprechenden Vorgang notwendige Zeit. Daher liegen bereits Entwicklungen vor, die Wandstärke des Reaktionsgefäßes zu minimieren (SpeedCylcer von Analytik Jena), um den Wärmetransport möglichst schnell ablaufen zu lassen.
Weiterhin ist ein optimaler Kontakt von Gefäß und Heiz-Kühlelement für den Wärmetransport entscheidend. Neben einer besonderen Geometrie von Haltevorrichtung im Gerät einerseits und Reaktionsgefäß andererseits liegen in den Geräten keine gesonderten Vorrichtungen vor, die sicherstellen, dass ein optimaler Kontakt von Gerät zu Reaktionsgefäß gegeben ist.
Ebenso ist die Wandstärke der konventionellen Reaktionsgefäße nicht weiter minimierbar. Lediglich tiefgezogene Reaktionsgefäße (wie für den SpeedCycler von Analytik Jena) ermöglichen eine signifikante Verdünnung der Wandstärke und einer Verkürzung von Reaktionszeiten.
Das Patent DE 4024714 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum wiederholten, automatischen Ausführen eines Wärmebehandlungszyklus bei Proben. In diesem Patent wird die Probe durch ein Kapillarrohr geführt. Die Probe im Kapillarrohr wird in einem Wärmegradienten, bevorzugt durch einen Magneten, bewegt. Durch die Ausführung des Reaktionsgefäßes als Kapillare entfallen die Vorteile einer plattenförmigen Ausgestaltung: Eine optimale Wärmezu- und Abführung durch einen direkten Wärmekontakt ist lediglich gegeben, wenn flüssige Medien das Kapillarrohr umschließen, was apparativ aufwändig ist. Damit ist aber gleichzeitig die Möglichkeit einer optischen Real-Time Detektion der ablaufenden Reaktionen nicht oder nur schwer umsetzbar. Weiterhin bedingt diese Ausführung wiederum die Temperierung größerer Volumina mit dem Nachteil, dass schnelle Temperaturänderungen nicht möglich sind. Die Kontaktierung mit festen Wärmeelementen wie z.B. mit Heizblöcken, die mittels Peltier-Elementen temperiert werden können, wie in konventionellen PCR-Geräten, ist aufgrund der Geometrie der Reaktionsgefäße nicht möglich. Eine automatische nahezu frei gestaltbare Durchführung der Substanzen durch unterschiedliche Temperaturzonen wie bei Kanälen in plattenförmigen Systemen ist nicht möglich. Die Wandstärke der Kapillaren kann nicht beliebig minimiert werden, wie z.B. bei Verschluss plattenförmiger Kunststoffsysteme mit Folie. Das System lässt sich unter fertigungstechnischen Gesichtpunkten nicht kostengünstig herstellen und kann daher nicht als Einwegkomponente genutzt werden, was insbesondere für kontaminationsanfällige Verfahren wie die PCR kritisch ist. Nachteilig ist weiterhin, dass im Gegensatz zu plattenförmigen Systemen nicht einfach weitere Probenzuführungen oder weitere Reaktionen wie Elektrophorese angefügt werden können, was bei einer plattenförmigen Ausgestaltung des Kanalsystems möglich ist.
Auch das US-PS 5,270,183 beschreibt einen im Durchflussprinzip arbeitenden Thermocycler, bei dem die zu amplifizierende Probenflüssigkeit durch eine Rohleitung geschickt wird, welche nacheinander um mehrere, auf unterschiedlichen Temperaturen gehaltenen Zylindern ein oder mehrfach aufgewickelt ist. Dieser Erfindung haften die gleichen Nachteile wie dem Patent DE 4024714 A1 an.
Um die notwendigen Zeiten für den Wärmeübergang zu minimieren und die Temperierung großer Volumina zu vermeiden, wurden miniaturisierte Probenkammern vorgeschlagen (Northrup et al, DNA Amplification with Microfabricated reaction chamber, 7th International Converence an Solid State Sensors and Actuators, Proc. Transducers 1993, S. 924–926). Hier wird eine mikrostrukturierte Siliziumzelle beschrieben, die mittels miniaturisierter Heizelemente temperiert wird. Diese Zelle charakterisieren drei erhebliche Nachteile: Die Siliziumzelle ist fertigungstechnisch nur aufwändig herstellbar, das Material ist relativ teuer und eine kostengünstige Massenfertigung ist nicht möglich, so dass dieses System für Anwendungen, bei denen Reaktionsgefäße nur einmalig genutzt werden und nicht teuer sein dürfen, ausfällt. Der Deckel zum Verschluss der Zelle ist nicht beliebig dünn gestaltbar wie dies beim Einsatz von Kunststoffen als Werkstoff denkbar ist, wo Folien weit unter 250 μm und sogar bis unter 60 μm als Deckel für fluidische Systeme eingesetzt werden können und somit einen optimalen Wärmeübergang ermöglichen. Ein weiterer Nachteil des beschriebenen Systems ist die Kompatibilität des Werkstoffs Silizium mit biologischen Reaktionen. Insbesondere auch bei der PCR ist eine Vorbehandlung der Oberfläche oder die Beimischung bestimmter Reagenzien notwendig, um überhaupt eine Reaktion zu erreichen. Weitere Nachteile des Werkstoffes sind eine aufwändigere Entsorgung als die von Kunststoffteilen sowie die hohe Bruchempfindlichkeit. Weiterhin ist eine direkte Integration z.B. von Fluidanschlüssen in Siliziumzellen nicht möglich. Diese müssen aufwändig aufgeklebte werden. Weiterhin beinhaltet die Siliziumzelle miniaturisierte Heizelemente, die fertigungstechnisch aufwändig und teuer herstellbar sind.
Das Patent DE4435107C1 beschreibt ebenfalls eine Siliziumzelle (Ausführungen beispielsweise als Silizium-Glas-Verbund) zur Durchführung einer PCR, wobei hier Heizelemente eingesetzt werden, die mittels teurer mikroelektronischer Verfahren (Aufdampfen, Aufsputtern) direkt auf die Zelle aufgebracht sind und eine kostengünstige Herstellung unmöglich machen. Die in Bezug auf das Material aufkommenden Nachteile sind bereits im vorangegangenen Absatz beschrieben. Durch die Ausführung in Silizium beinhaltet die Plattform eingebrachte Gräben, um einen Temperaturübergang von verschiedenen Temperaturzonen zur nächsten zu minimieren. Bei der Nutzung von Kunststoffen als Werkstoffe und einer entsprechenden Wahl der Wandstärken zu nicht temperierten Bereichen und zu Thermoelementen sind diese zusätzlichen Elemente nicht notwendig.
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung beschreibt eine Plattform zur Temperierung von flüssigen, gasförmigen oder festen Substanzen und zur Durchführung von Reaktionen, für die eine Temperierung notwendig ist oder verschiedene Temperaturen an gleicher oder unterschiedlicher Stelle notwendig sind. Die Temperierung der Plattform wird durch externe Wärmezu- und Wärmeableitung über Heizelemente oder entsprechende Betriebsgeräte oder durch in die Plattform integrierte Heiz-Kühl-Elemente erreicht.
Entscheidendes Charakteristikum der Plattform ist ein optimaler Kontakt zu den Heizelementen, der entweder über direkte Integration oder durch im entsprechenden Betriebsgerät integrierte Vorrichtungen für ein direktes Aufliegen der Plattform auf den Heiz-Kühl-Elementen erreicht wird.
Die Plattform enthält Strukturen wie z.B. Kanäle oder Gefäße zur Lagerung von Substanzen, gezielten Fluidführung oder zur Durchführung von Reaktionen.
Die Plattform besteht aus mindestens zwei Teilen, wovon die Teile derart zusammengefügt sind, dass die fluidführenden Stellen flüssigkeitsdicht verschlossen sind und die Flüssigkeiten oder andere in der Plattform gelagerte Substanzen nicht ungewünscht austreten können.
Wichtiges Kriterium der Plattform ist, dass die Seite, die eine geringere Materialstärke zwischen Kanälen/Reaktionsräumen und Außenwelt hat, direkt mit dem Heiz-Kühl-System in Kontakt ist. Ein Zwischenraum aus Luft ist entweder durch ein passfähiges Aufliegen, ggf. durch äußeres Anpressen der Plattform auf die Heizelemente, oder durch direkte Integration der Heiz-Kühl-Elementen in die Plattform zu vermeiden, um einen optimalen Wärmeübergang zu garantieren.
Wichtiges Kriterium dieser Plattformen sind zumindest einseitig sehr dünne Platten oder Folien um einen sehr schnellen Wärmetransport in und aus darunter oder darin liegenden Kanalsystemen oder Reaktionsräumen zu gewährleisten.
Durch die nur dünne Trennung der Reaktionsräume/Kanäle zu einem in die Plattform integrierten oder einem externen Heiz-Kühl-System entspricht die Temperatur in den Reaktionsräumen/Kanälen annähernd der durch das Heiz-Kühl-System vorgegebenen Temperatur oder kann bei wechselnden Temperaturen schnell erreicht werden.
Die Nutzung dünner Platten oder Folien zeichnet sich nicht nur durch die Vorteile für den Wärmeübergang aus, sondern durch die geringe Materialdicke liegt eine geringe Eigenfluoreszenz des Materials bei einer optischen Detektion vor, geringe Verluste bei der Herausleitung von Signalen aus den Kanälen oder Reaktionsräumen der Plattform und eine Einsetzbarkeit einer kontaktlosen Leitfähigkeitsdetektion.
Die beschriebene Erfindung nutzt die Möglichkeiten einer plattenförmigen Ausführung von Reaktionsgefäßen – planare Substrate z.B. mit integrierten Kanalsystemen – bezüglich der Realisierbarkeit dünner Materialstärken an den für den Wärmeübergang entscheidenden Stellen, die Möglichkeit einer optimalen vollflächigen Kontaktierung von planaren Substraten sowie die Tatsache eines großen Oberfläche-zu-Volumen-Verhältnisses, das wiederum ein schnelle Zu- und Abführung von Wärme ermöglicht.
Ein wichtiges Kriterium der Plattform ist ihre Ausführung in Kunststoffen oder als hybride Systeme von Kunststoffen und weiteren Materialien. Dies erlaubt eine kostengünstige Massenfertigung. Weitere Vorteile durch die Materialwahl sind eine direkte Integration z.B. von fluidischen Anschlüssen in die Plattform, Unempfindlichkeit gegen Bruch (im Vergleich zu Siliziumzellen ein enormer Vorteil), einer guten Biokompatibilität, der Verfügbarkeit von medizinisch zugelassenen Kunststoffen und dem geringen Gewicht.
Dabei kann die Plattform folgendermaßen aufgebaut sein:

1. Eine dickere Platte (≥ 500 μm), nachfolgend Unterteil genannt, enthält Kanalstrukturen, einzelne kleine Gefäße, die miteinander oder mit außerhalb der Platte liegenden Reservoiren über Kanäle verbunden sein können. Die Abdichtung dieser Strukturen erfolgt durch eine dünne Platte oder Folie, nachfolgend als Deckel bezeichnet, die vorzugsweise dünner als 250 μm ist, aber auch bis zu 1 mm dick sein kann.
2. Plattform wie 1 aber bestehend aus zwei dünnen (≤ 750 μm) Substraten.
3. Plattform wie unter 1 und 2 aber mit Strukturen sowohl in Unterteil als auch in Deckel.
4. Plattform wie unter 1–3 aber mit integrierten optischen Elementen, um Licht für eine optische Detektion beim Ablauf chemischer und biochemischer Vorgänge ein- und auskoppeln zu können.
5. Plattformen wie unter 1–4 mit integrierten Fluidanschlüssen, um Reagenzien, Transportmedien oder Proben auf die Plattform zu bringen.
6. Plattformen wie unter 1–5 mit Fluidanschlüssen, die derart gestaltet sind, dass dies bei Einsetzen der Plattform in ein entsprechendes Betriebsgerät eine automatische Abdichtung durch das Betriebsgerät selbst erlaubt, ohne weitere manuelle Schritte durch den Bediener notwendig machen.
7. Plattformen wie unter 1–6 mit automatisierbar an Betriebsgeräte anschließbaren Fluidanschlüssen.
8. Plattformen wie unter 1–7 mit Fluidanschlüssen, die sowohl durch ihre Anordnung und Abstände als auch durch ihre Gestaltung eine Befüllung mit gängigen Pipettierrobotern erlauben.
9. Plattformen wie unter 1–8 aber mit einem oder mehreren zusätzlichen Anschlüssen zur Einbringung verschiedener Einzelproben oder zahlreicher Proben hintereinander.
10. Plattformen wie unter 1–9 aber mit integrierten Elektroden z.B. für eine Leitfähigkeitsdetektion.
11. Plattformen wie unter 1–10 aber mit auf einen dünnen Deckel integrierten Elektroden, die nicht mit den Reagenzien in Kontakt kommen und für eine kontaktlose Leitfähigkeitsdetektion genutzt werden können.
12. Plattformen wie unter 1–11, die integrierte Heizelemente enthalten.
13. Plattformen wie unter 1–12, die über Haltevorrichtungen wie z.B.
Titerplattenrahmen oder über ihr äußeres Format selbst mit gängigen Laborautomatisierungseinrichtungen kompatibel sind.
14. Plattformen wie unter 1–13, die über eine Codierung (Barcode, RFID-Tag u.ä.) von einem entsprechenden Betriebsgerät oder Scanner direkt erkannt und/oder ausgewertet werden können, wenn eine Reaktion auf der Plattform abläuft.
15. Plattformen wie unter 1–14, die für den Nutzer direkt durch unterschiedliche Färbungen als für unterschiedlichen Anwendungen einsetzbar erkannt werden können.
16. Plattformen wie unter 1–15, die an bestimmten Stellen abgedünnte Bereiche entweder in Unterteil oder Deckel oder in beiden Bestandteilen haben, um möglichst wenig Material zwischen Anregungs- und Detektionsquelle für die optische Detektion oder andere Detektionsverfahren wie auch kombiniert optische elektrische zu haben. Dies vermindert beispielsweise bei der Fluoreszendetektion unerwünschte Eigenfluoreszenz und kann auch die Justierung optischer Fasern erleichtern.
17. Plattformen wie unter 1–16 mit der Möglichkeit über einen weiteren Anschluss zur Außenwelt einem Proben- oder Reagenzienstrom weitere Proben oder Reagenzien zugeben zu können.
18. Plattformen wie unter 1–17 mit auf der Plattform vorgelegten Substanzen in flüssiger, fester oder gasförmiger Form, die weiteren Reagenzien, Flüssigkeiten oder Proben bei der Nutzung der Plattform zugegeben werden können.

Eine mögliches Detail der Schnittstelle Betriebsgerät und fluidische Plattform bei einer kombinierten Nutzung von Betriebsgerät und fluidischer Plattform ist im Querschnitt in der Zeichnung dargestellt. Das Betriebsgerät beinhaltet eine Anpressvorrichtung (5) zur Sicherstellung einer optimalen Kontaktierung von Plattform und Heiz-Kühlelmenten sowie Heiz- und Kühlelemente (3). In das Gerät eingelegt ist eine Plattform bestehend aus einem Unterteil oder Grundplatte mit Strukturen (4), die die offenen, durch einen dünnen Deckel (2) verschlossenen Strukturen (1) enthält, wobei der dünne Deckel der unmittelbare Kontakt zu den Heiz- und Kühlelementen ist.

Claims

Fluidische Plattformen die durch die oben genannte Beschreibung charakterisiert und die dadurch gekennzeichnet sind, dass sie einem oder mehreren der nachfolgenden Ansprüche genügen.
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben, die sich dadurch auszeichnen, dass zumindest eines der Einzelbauteile, vorzugsweise der Deckel, eine Dicke von nicht mehr als 1.000 – 500 μm aufweist.
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben, die sich dadurch auszeichnen, dass zumindest eines der Einzelbauteile, der Deckel, eine Dicke von < 500 – 250 μm aufweist.
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben, die sich dadurch auszeichnen, dass zumindest eines der Einzelbauteile, der Deckel, eine Dicke von ≤ 250 – 100 μm aufweist.
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben, die sich dadurch auszeichnen, dass zumindest eines der Einzelbauteile, der Deckel, eine Dicke von ≤ 100 – 60 μm aufweist.
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben, die sich dadurch auszeichnen, dass zumindest eines der Einzelbauteile, der Deckel, eine Dicke von ≤ 60 – 10 μm aufweist.
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben und wie in den Ansprüchen 1–5 mit einem Deckel aus dem gleichen Material wie das Unterteil.
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben und wie in den Ansprüchen 1–6 mit einem Deckel aus einem anderen Material wie das Unterteil.
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben und wie in den Ansprüchen 1–7 mit zusätzlicher vollfächiger Beschichtung des Deckels und/oder des Unterteils zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit von externer Heizung/Kühlung in die Plattform
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben und wie in den Ansprüchen 1–8 mit einem metallischen Deckel.
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben und wie in den Ansprüchen 1–10, die mit einem Öl oder einer sonstigen sich nicht mit der Probe mischenden Flüssigkeit vorbefüllt sind, in die die Probe bei der Nutzung eingebettet werden kann und das als Transportmedium über die Nutzung externe oder plattforminterne Druckbeaufschlagung eingesetzt werden kann.
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben und wie in den Ansprüchen 1–10, die mit einem Öl oder einer sonstigen sich nicht mit der Probe oder den Proben mischenden Flüssigkeit versetzt sind, in die die Probe bei der Nutzung eingebettet werden kann und das als Transportmedium über externe oder plattforminterne Druckbeaufschlagung genutzt werden kann. Dabei ist das Transportmedium derart gekennzeichnet, dass es eine unterschiedliche Farbe wie die Probe oder Proben aufweist.
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben und wie in den Ansprüchen 1–11 beschrieben, derart gekennzeichnet, dass deren mit der Proben und/oder Reagenzien in Kontakt kommende Oberfläche zur Verhinderung einer unspezifischen Anbindung von Substanzen (beispielsweise Proteine, Nukleinsäuren) ganz oder teilweise mit BSA (Rinderserumalbumin, Bovine Serum Albumin) abgesättigt wurden.
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben und wie in den Ansprüchen 1–12 beschrieben, derart gekennzeichnet, dass deren mit der Proben und/oder Reagenzien in Kontakt kommende Oberfläche zur Verhinderung einer unspezifischen Anbindung von Substanzen (beispielsweise Proteine, Nukleinsäuren) mittels biologischer Materialien (beispielsweise Proteine oder Nukleinsäuren) ganz oder teilweise abgesättigt wurden.
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben und wie in den Ansprüchen 1–13 beschrieben, derart gekennzeichnet, dass deren mit der Proben und/oder Reagenzien in Kontakt kommende Oberfläche zur Verhinderung einer unspezifischen Anbindung von Substanzen (beispielsweise Proteine, Nukleinsäuren) mittels einer chemischen Oberflächenmodifikation ganz oder teilweise verändert wurden.
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben und wie in den Ansprüchen 1–14 beschrieben, derart gekennzeichnet, dass deren mit der Proben und/oder Reagenzien in Kontakt kommende Oberfläche zur Verhinderung einer unspezifischen Anbindung von Substanzen (beispielsweise Proteine, Nukleinsäuren) mittels einer physikalischen Oberflächenmodifikation ganz oder teilweise verändert wurden.
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben und wie in den Ansprüchen 1–15 beschrieben, derart gekennzeichnet, dass deren mit der Proben und/oder Reagenzien in Kontakt kommende Oberfläche ganz oder teilweise chemisch, biochemisch und/oder physikalisch modifiziert wurde.
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben und wie in den Ansprüchen 1–16 beschrieben, derart, dass die Plattform definierte optische Schnittstellen zu einem Betriebsgerät für eine Detektion enthält, damit Plattformen mit unterschiedlichen Fluidsystemen in gleichen oder sehr ähnlichen Geräten ausgelesen werden können.
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben und wie in den Ansprüchen 1–17 beschrieben, derart, dass die Plattform definierte elektrische Schnittstellen zu einem Betriebsgerät für eine Detektion enthält, damit Plattformen mit unterschiedlichen Fluidsystemen in gleichen oder sehr ähnlichen Geräten ausgelesen werden können.
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben und wie in den Ansprüchen 1–18 beschrieben, derart, dass die Plattform definierte elektrische Schnittstellen zu einem Betriebsgerät für eine elektrische Ansteuerung enthält, damit unterschiedliche Plattformen in gleichen oder sehr ähnlichen Geräten genutzt werden können.
Plattformen wie unter 1–18 und wie in den Ansprüchen 1–19 beschrieben, derart, dass die Plattform definierte elektrische Schnittstellen zu einem Betriebsgerät für eine fluidische Steuerung und Kontrolle enthält, damit unterschiedliche Plattformen in gleichen oder sehr ähnlichen Geräten genutzt werden können.
Plattformen wie unter 1–18 und wie in den Ansprüchen 1–20 beschrieben, derart, dass ein Kanalsystem eine Probe über unterschiedliche Temperaturzonen führt, die konstant oder variabel sein können.
Plattformen wie unter 1–18 und wie in den Ansprüchen 1–20 beschrieben, derart, dass ein Kanalsystem eine Probe über unterschiedliche Temperaturzonen führt, die konstant oder variabel sein können. Dabei wird die Temperatur über ein externes Heiz-Kühlsysteme, beispielsweise ein entsprechendes Betriebsgerät, reguliert.
Plattformen wie unter 1–18 und wie in den Ansprüchen 1–20 beschrieben, derart, dass ein Kanalsystem eine Probe über drei unterschiedliche Temperaturzonen führt, die konstant oder variabel sein können.
Plattformen wie unter 1–18 und wie in den Ansprüchen 1–20 beschrieben, derart, dass ein Kanalsystem eine Probe über drei unterschiedliche Temperaturzonen führt, die konstant oder variabel sein können. Dabei wird die Temperatur über ein externes Heiz-Kühlsysteme, beispielsweise ein entsprechendes Betriebsgerät, reguliert.
Plattformen wie unter 1–18 und wie in den Ansprüchen 1–24 beschrieben zur Durchführung einer Vervielfältigung von Nukleinsäuren in der Plattform.
Plattformen wie unter 1–18 und wie in den Ansprüchen 1–25 beschrieben zur Durchführung einer Vervielfältigung von Nukleinsäuren in der Plattform. Dabei wird das notwendige Temperaturregime für die Vervielfältigung der Nukleinsäuren derart erreicht, dass ein Kanalsystem die Probe über die notwendigen Temperaturzonen führt und nur die im Kanalsystem befindlichen Substanzen geheizt und gekühlt werden müssen.
Plattformen wie unter 1–18 und wie in den Ansprüchen 1–26 beschrieben zur Durchführung einer Vervielfältigung von Nukleinsäuren in der Plattform. Dabei wird das notwendige Temperaturregime für die Vervielfältigung der Nukleinsäuren derart erreicht, dass ein Kanalsystem die Probe über die notwendigen Temperaturzonen führt und nur die im Kanalsystem befindlichen Substanzen geheizt und gekühlt werden müssen. Dabei erfolgt die Temperierung über ein entsprechendes Betriebsgerät bzw. ein einfaches externes Heiz-Kühl-System.
Plattformen wie unter 1–18 und wie in den Ansprüchen 1–27 beschrieben zur Durchführung einer Vervielfältigung von Nukleinsäuren in der Plattform. Dabei wird das notwendige Temperaturregime für die Vervielfältigung der Nukleinsäuren derart erreicht, dass ein Kanalsystem die Probe über die notwendigen Temperaturzonen führt und nur die im Kanalsystem befindlichen Substanzen geheizt und gekühlt werden müssen. Dabei erfolgt die Temperierung über in oder auf die Plattform integrierte Heiz-Kühl-Systeme.
Plattformen wie unter 1–18 und in den Ansprüchen 26–28 beschrieben, derart, dass das Kanalsystem so gestaltet ist, dass, unabhängig der durch die Geometrie des Kanalsystems vorgegebenen Zyklen, die optischen oder elektrischen Schnittstellen zum Gerät immer an der gleichen Stelle sind. Die Chiperkennung durch das Betriebsgerät ermöglicht der Auswertesoftware des Betriebsgeräts damit zu erkennen, der wievielte Zyklus des jeweiligen Chips gemessen wird und ob ggf. bei dem aktuell genutzten Chiptyp an dieser Stelle kein Kanal liegt.
Plattformen wie unter 1–18 und in den Ansprüchen 26–29 beschrieben, derart, dass jeder Zyklus ausgewertet wird.
Plattformen wie unter 1–18 und in den Ansprüchen 26–30 beschrieben, derart, dass nicht jeder Zyklus ausgewertet wird.
Plattformen wie unter den Ansprüchen 26–31 beschrieben, in die Reagenzien für die Vervielfältigung von Nukleinsäuren und die Detektion dieser Vervielfältigung ganz oder teilweise vorgelegt sind.
Plattformen wie unter den Ansprüchen 26–32 beschrieben, bei denen Reagenzien für die Vervielfältigung von Nukleinsäuren und die Detektion dieser Vervielfältigung über Anschlüsse an die Außenwelt, dh. zum manuellen Nutzer oder Betriebsgerät, gezielt zugeführt werden können.
Plattformen wie unter den Ansprüchen 26–33 beschrieben mit Zusatz von Reagenzien, die eine unspezifische Anbindung von Nukleinsäuren oder Proteinen des Reaktionsansatzes für die Vervielfältigung der Nukleinsäuren verhindern.
Plattformen wie unter den Ansprüchen 26–34 beschrieben, zusätzlich mit einem Reaktionsraum für die Lyse von Zellen.
Plattformen wie unter den Ansprüchen 26–35 mit vorgelegten Reagenzien und/oder Enzymen für die Lyse von Zellen.
Plattformen wie unter den Ansprüchen 1–36 mit einem zusätzlichen Mischsystem, um Reagenzien zu vermischen oder Probe und Reagenzien zu vermischen. Beispielsweise um Enzymreaktionen durchführen zu können, eine anschließende Hitzedenaturierung durchführen zu können und anschließend weitere Reaktionsschritte durch Zugabe neuer Reagenzien zu starten, die mit den für die gewünschte Enzymreaktion notwendigen Enzymen oder Bedingungen nicht kompatibel sind.
Plattformen wie unter den Ansprüchen 26–27 derart, dass mittels einer geeigneten Temperaturführung durch externe oder integrierte Heiz-Kühl-Systeme eine Hitzedenaturierung der für die Zelllyse eingesetzten Enzyme vor Zugabe der Reagenzien für die Vervielfältigung der Nukleinsäuren erfolgt.
Plattform wie unter den Ansprüchen 26–38 derart, dass das Reaktionsgefäß für die Zelllyse über externe oder interne Heiz-Kühl-Systeme der Plattform separat temperiert werden kann.
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben, deren durch integrierte oder externe Heizelemente temperierte Zonen thermisch getrennt sind.
Plattformen wie unter 1–18 beschrieben, die über integrierte oder externe Heizelemente beidseitig geheizt und gekühlt werden können.