DE102008002156A1 - Biochip, for the manipulation of micro-fluids, has wells in groups in and/or on a substrate with linking channels and long separation channels - Google Patents
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Abstract
Description
TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND
Die vorliegende Erfindung betrifft Chips für ein Life-Science-Gerät.The The present invention relates to chips for a life science device.
Gelelektrophorese ist eine analytische Methode der Chemie und Molekularbiologie, um verschiedene Arten von Molekülen zu trennen. Dabei wandert eine Mischung aus zu trennenden Molekülen unter Einfluss eines elektrischen Felds durch ein Polymer, welches in einer ionischen Pufferlösung liegt. Je nach Größe und Ladung der Moleküle bewegen sich diese unterschiedlich schnell durch das als Molekularsieb wirkende Polymer. Dabei wandern kleine, negativ geladene Moleküle am schnellsten in Richtung der positiv geladenen Anode und positiv geladene Moleküle in Richtung der negativ geladenen Kathode.gel electrophoresis is an analytical method of chemistry and molecular biology, um separate different types of molecules. It wanders a mixture of molecules to be separated under influence an electric field by a polymer which is in an ionic Buffer solution is. Depending on the size and Charge of the molecules move them differently quickly through the molecular sieve acting polymer. Small, negatively charged molecules are the fastest in the direction of positively charged anode and positively charged molecules in Direction of the negatively charged cathode.
OFFENBARUNGEPIPHANY
Es ist Aufgabe der Erfindung einen leistungsfähigen Chip zum Handhaben eines Fluids bereitzustellen. Die Aufgabe wird mittels der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere Ausführungsbeispiele sind in den abhängigen Ansprüchen gezeigt.It The object of the invention is a powerful chip for Handle a fluid provide. The task is done by of the independent claims. Further Embodiments are in the dependent claims shown.
Gemäß einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Chip zum Handhaben eines Fluids geschaffen, wobei der Chip ein Substrat, eine Mehrzahl von in und/oder auf dem Substrat angeordneten Wells zum Aufnehmen des Fluids und mindestens einen Kanal in und/oder auf dem Substrat zum Bilden einer Fluidverbindung zwischen den Wells aufweist, wobei alle in Fluidverbindung stehenden Wells entlang genau einer gemeinsamen Richtung angeordnet sind.According to one exemplary embodiment of the present invention is a chip for handling a fluid created, wherein the chip a Substrate, a plurality of arranged in and / or on the substrate Wells for receiving the fluid and at least one channel in and / or on the substrate to form a fluid connection between the wells having all wells in fluid communication along are arranged exactly one common direction.
Gemäß einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum Handhaben eines Fluids bereitgestellt, wobei bei dem Verfahren ein Fluid in einer Mehrzahl von in und/oder auf einem Substrat angeordneten Wells aufgenommen wird und das Fluid zwischen der Mehrzahl von Wells durch mindestens einen Kanal in und/oder auf dem Substrat bewegt wird, der eine Fluidverbindung zwischen den Wells bildet, wobei alle in Fluidverbindung stehenden Wells entlang genau einer gemeinsamen Richtung angeordnet sind.According to one Another exemplary embodiment is a method for handling a fluid, wherein in the method Fluid in a plurality of arranged in and / or on a substrate Wells is absorbed and the fluid between the plurality of wells moved through at least one channel in and / or on the substrate which forms a fluid connection between the wells, wherein all fluidly connected wells along exactly one common direction are arranged.
Gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Chip zum Handhaben eines Fluids bereitgestellt, wobei der Chip ein Substrat, eine Mehrzahl von Gruppen von in und/oder auf dem Substrat angeordneten Wells zum Aufnehmen des Fluids und mindestens einen Kanal in und/oder auf dem Substrat für jede der Gruppen zum Bilden einer Fluidverbindung zwischen den Wells einer jeweiligen Gruppe aufweist, wobei jede der Gruppen separat von den anderen Gruppen zum Handhaben eines separaten Fluids betreibbar ist.According to Another exemplary embodiment is a A chip for handling a fluid provided, wherein the chip is a substrate, a plurality of groups of in and / or disposed on the substrate Wells for receiving the fluid and at least one channel in and / or on the substrate for each of the groups to form one Having fluid communication between the wells of a respective group, each of the groups being managed separately from the other groups a separate fluid is operable.
Gemäß einem weiteren exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum Handhaben eines Fluids geschaffen, wobei bei dem Verfahren das Fluid in einer ausgewählten Gruppe von einer Mehrzahl von Gruppen von in und/oder auf einem Substrat angeordneten Wells aufgenommen wird, das Fluid zwischen der Mehrzahl von Wells der ausgewählten Gruppe durch mindestens einen Kanal in und/oder auf dem Substrat der ausgewählten Gruppe bewegt wird, welcher mindestens eine Kanal eine Fluidverbindung zwischen den Wells einer jeweiligen Gruppe bildet, und die ausgewählte Gruppe separat von den anderen Gruppen zum Handhaben des Fluids betrieben wird.According to one Another exemplary embodiment is a method for handling a fluid, wherein in the method Fluid in a selected group of a plurality of Groups of wells arranged in and / or on a substrate recorded is the fluid between the plurality of wells of the selected Group through at least one channel in and / or on the substrate the selected group is moved, which at least a channel provides fluid communication between the wells of a respective group forms, and the selected group separately from the others Groups is operated to handle the fluid.
Gemäß noch einem anderen exemplarischen Ausführungsbeispiel ist ein Messgerät zum Handhaben eines Fluids bereitgestellt, wobei das Messgerät eine Chipaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines Chips mit den oben beschriebenen Merkmalen und eine Prozessierungseinheit zum Prozessieren eines Fluids in dem Chip aufweist, wenn der Chip in der Chipaufnahmeeinrichtung aufgenommen ist.According to Another exemplary embodiment is a Measuring device provided for handling a fluid, wherein the meter a chip receiving device for recording a chip with the features described above and a processing unit for processing a fluid in the chip when the chip recorded in the chip receiving device.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung, der unabhängig oder gemeinsam mit einem zweiten Aspekt der Erfindung verwirklicht werden kann, ist ein mikrofluidischer Chip bereitgestellt, bei dem eine Mehrzahl von Wells oder Flüssigkeitsaufnahmemulden miteinander in Fluidkommunikation stehen und alle Wells in linearer Weise aneinandergereiht sind. Auf diese Weise kann eine gesamte Fläche eines Substrats ideal ausgenutzt werden, um die Länge eines Trennkanals zwischen einigen der Wells zu maximieren. Dies ist für eine Trennvorrichtung, wie zum Beispiel eine elektrophoretische Trennvorrichtung, äußerst vorteilhaft.According to one first aspect of the invention, independent or common can be realized with a second aspect of the invention, a microfluidic chip is provided in which a plurality Wells or fluid receiving wells with each other in Fluid communication stand and lined all wells in a linear manner are. In this way, an entire surface of a substrate can ideally exploited to the length of a separation channel to maximize between some of the wells. This is for a separation device, such as an electrophoretic Separator, extremely beneficial.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung, der unabhängig oder gemeinsam mit dem ersten Aspekt der Erfindung verwirklicht werden kann, sind auf einem Substrat eine Mehrzahl von unabhängig betreibbaren Wellgruppen vorgesehen, die jeweils durch Kanäle miteinander in Fluidkommunikation stehen. Durch das Verwenden eines einzigen Substrats zum Bereitstellen mehrerer unterschiedlicher mikrofluidischer Testwells mit Verbindungsstrukturen kann die Fläche eines Substrats, wie zum Beispiel eines Glaschips, optimal genutzt werden.According to a second aspect of the invention, which may be implemented independently or in common with the first aspect of the invention, there are provided on a substrate a plurality of independently operable corrugated groups, each in fluid communication with each other through channels. By using a single substrate to provide multiple different microfluidic test wells with interconnect structures, the area of a substrate, such as a Glass chips, to be used optimally.
Besonders vorteilhaft ist es, auf ein- und demselben Substrat eine Mehrzahl von jeweils entlang einer linearen Richtung angeordneten separat betreibbaren Wellgruppen vorzusehen, weil dann sowohl ein langer Trennkanal als auch eine ideale Ausnutzung einer zur Verfügung stehenden Substratfläche ermöglicht ist.Especially It is advantageous to have a plurality on one and the same substrate each operable separately along a linear direction Well groups provide, because then both a long separation channel as also an ideal use of an available Substrate surface is possible.
Somit kann erfindungsgemäß ein Chiplayout für Multi-Use-Chips mit langen Trennkanälen geschaffen werden.Consequently can according to the invention a chip layout for Multi-use chips are created with long separation channels.
Konventionell sind Chipherstellungskosten proportional zu der Fläche des Glasanteils auf dem Chip. Werden längere Trenndistanzen mit einem linearen Trennkanal benötigt, muss die Chipfläche entsprechend vergrößert werden, wenn ein quadratisches Wellformat, zum Beispiel ein 4 × 4 Wellformat, beibehalten werden soll.Conventional chip production costs are proportional to the area the glass content on the chip. Be longer separation distances With a linear separation channel needed, the chip area needs be enlarged accordingly, if a square Well format, for example, a 4 × 4 well format, maintained shall be.
Erfindungsgemäß kann, um bei obigem Beispiel zu bleiben, ein 4 × 4 Well auf vier unabhängige 1 × 16 Wellgrids umgestellt werden. Diese vier separaten Chipbereiche können jeweils unabhängig voneinander betrieben werden. In diesem Beispiel wird der Chip 4× benutzt und im Gerät nur jeweils unterschiedlich positioniert, um jeweils eine einzelne 1 × 16 Sektion zu betreiben. Durch die langgestreckte Anordnung erhält man eine zum Beispiel auf das 4- bis 5-fache linear verlängerte Trennstrecke. Die Glasfläche beträgt so insgesamt das Vierfache der 4 × 4 Anordnung. Da der Chip jedoch 4× benutzt werden kann, können die Gesamtherstellungskosten pro Chipeinheit analog zum 4 × 4 Grid sein. Konstante Herstellungskosten können somit garantiert werden, obwohl die Trennkanäle vorteilhaft an Länge gewinnen.According to the invention, to stay with the above example, a 4 × 4 well to four independent 1 × 16 Wellgrids be converted. These four separate chip areas can each be independent operated by each other. In this example, the chip is used 4 × and only differently positioned in the device, to each operate a single 1 × 16 section. By the elongated arrangement is obtained for example to 4 to 5 times linearly extended separation distance. The glass area is thus a total of four times the 4 × 4 arrangement. However, since the chip uses 4 × can be the total manufacturing cost per chip unit be analogous to the 4 × 4 grid. Constant production costs can thus be guaranteed, although the separation channels advantageously gain in length.
Ein solches Gerät kann als Glaschip zum Einlegen in ein Gerät zur automatischen Durchführung von Elektrophorese (zum Beispiel Gelelektrophorese) eingesetzt werden. Hierfür wird auf einen Chip mit den Wells und den Verbindungskanälen zuvor noch eine Halterung aus Plastik aufgeklebt, die unter anderem auch größere Flüssigkeitsreservoirs zum Befüllen der Wells bereitstellt. In diese werden anschließend Elektroden eingetaucht, um ein elektrisches Trennfeld zu generieren. Um bei der Elektrophorese eine höhere Auflösung zu erzielen, ist üblicherweise unter anderem eine längere Trennstrecke erforderlich (zum Beispiel für Sequenzierung oder Genotypisierung mittels Kapillarelektrophorese). Zum Beispiel kann ein Trennweg von 5 cm bis 7 cm vorteilhaft sein. Außerdem ist erfindungsgemäß ein im Wesentlicher linearer Flusspfad der Proben während des Trennens vorteilhaft, da ansonsten eine Kurvenausschmierung der entlang des Trennwegs getrennten Fraktionen der Probe erfolgen könnte.One Such device can be used as a glass chip for insertion into a device for the automatic performance of electrophoresis (for Example gel electrophoresis) can be used. Therefor gets on a chip with the wells and the connection channels previously stuck to a plastic bracket, among other things also larger fluid reservoirs for Filling the Wells provides. In this will be subsequently Electrodes immersed to generate an electric separation field. To have a higher resolution in electrophoresis To achieve, among other things, is usually a longer one Separation distance required (for example, for sequencing or genotyping by capillary electrophoresis). For example For example, a separation path of 5 cm to 7 cm may be advantageous. Furthermore is according to the invention a substantially linear Flow path of the samples during separation advantageous, otherwise there is a curve lubrication of the separated along the separation path Fractions of the sample could be made.
Erfindungsgemäß kann nun eine separate Zeile von Wells und Kanälen jeweils unabhängig benutzbar vorgesehen sein. Alternativ kann auch eine jeweilige Spalte von matrixartig angeordneten Wells und zugehörigen Trennkanälen jeweils unabhängig benutzbar sein. Das Messgerät kann an diese veränderte Geometrie des Biochips angepasst werden, indem insbesondere die Elektrodengeometrie daran angepasst wird. Zum Beispiel können bei Umstellung eines 4 × 4 Grids auf vier 1 × 16 Grids 16 linear angeordnete Elektroden vorgesehen sein, die mittels einer Verschiebeeinrichtung jeweils in eine Reihe von Wells, die mittels Trennkanälen miteinander verbunden sind, eingetaucht werden können.According to the invention now a separate line of wells and channels each independently be provided usable. Alternatively, a respective column of matrix-like wells and associated separation channels each independently usable. The measuring device can be adapted to this changed geometry of the biochip in particular by adapting the electrode geometry to it becomes. For example, when switching a 4 × 4 Grids on four 1 × 16 grids 16 linearly arranged electrodes be provided, which by means of a displacement device respectively into a series of wells that communicate with each other via separation channels are connected, can be immersed.
Daher kann ein Chip bereitgestellt werden, bei dem alle fluidkommunizierenden Wells entlang einer gemeinsamen Richtung angeordnet sind. Ein erfindungsgemäßer Chip kann mit einer Mehrzahl separat betreibbarer (das heißt außerhalb Fluidkommunikation stehender) Bereiche vorgesehen sein, von denen jeder einen separaten Trennkanal und weitere Kanäle haben kann.Therefore For example, a chip can be provided in which all the fluid-communicating Wells are arranged along a common direction. An inventive Chip can be operated separately with a plurality (ie provided outside fluid communication) areas each of which has a separate separation channel and other channels may have.
Im Weiteren werden zusätzliche Ausgestaltungen des Chips gemäß beiden Aspekten beschrieben. Diese Ausgestaltungen gelten auch für die Verfahren und für das Messgerät.in the Further, additional embodiments of the chip according to both Aspects described. These configurations also apply to the procedures and for the meter.
Zumindest einer des mindestens einen Kanals kann entlang der gemeinsamen Richtung verlaufend angeordnet sein. Dieser Kanal kann der eigentliche Trennkanal sein, entlang welchem ein elektrisches Feld angelegt wird, um verschiedene Fraktionen der Probe zu trennen.At least one of the at least one channel may be along the common direction be arranged running. This channel can be the actual separation channel along which one electric field is applied to different ones Separate fractions of the sample.
Zumindest einer des mindestens einen Kanals kann sich im Wesentlichen entlang der gesamten Erstreckung aller in Fluidverbindung stehender Wells erstrecken. Damit ist ein ausreichend langer Trennkanal bereitstellbar, um eine hohe Auflösung bei der Auftrennung einer Mehrkomponentenprobe zu erreichen.At least one of the at least one channel may be substantially along the total extent of all fluidly connected wells extend. This provides a sufficiently long separation channel, to a high resolution in the separation of a multi-component sample to reach.
Es kann mindestens eine weitere Mehrzahl von in und/oder auf dem Substrat angeordneten weiteren Wells zum Aufnehmen eines weiteren Fluids vorgesehen sein. Ferner kann mindestens ein weiterer Kanal in und/oder auf dem Substrat zum Bilden einer Fluidverbindung zwischen den weiteren Wells vorgesehen sein. Alle in Fluidverbindung stehenden weiteren Wells können entlang der gemeinsamen Richtung angeordnet sein. So können unterschiedliche Arten von Wells gebildet werden, zum Beispiel Wells zum Aufnehmen unterschiedlicher Proben, Wells zum Mischen oder Zwischenlagern von Proben und Waste-Behälter.It may be at least one more plurality of in and / or on the substrate arranged further wells for receiving a further fluid provided be. Furthermore, at least one further channel in and / or on the substrate to form a fluid connection between the others Wells be provided. All others in fluid communication Wells can be arranged along the common direction be. This allows different types of wells to be formed For example, wells for taking different samples, wells for mixing or storing samples and waste containers.
Eine Mehrzahl von Gruppen von in und/oder auf dem Substrat angeordneten Wells zum Aufnehmen des Fluids können bei dem Chip ebenso bereitgestellt sein. Darüber hinaus kann mindestens ein Kanal in und/oder auf dem Substrat für jede der Gruppen zum Bilden einer Fluidverbindung zwischen den Wells einer jeweiligen Gruppe bereitgestellt sein. Jede der Gruppen kann separat von den anderen Gruppen zum Handhaben eines separaten Fluids betreibbar sein. Auf diese Weise können eine Mehrzahl von Wells miteinander gekoppelt und von anderen Gruppen von Wells funktionell entkoppelt werden. Zum Beispiel können die Trennkanäle unterschiedlicher Gruppen von Wells parallel zueinander gebildet sein. Mit dieser Geometrie kann jede der Mehrzahl von in Fluidkommunikation stehenden Wells als separate Vorrichtung zum Durchführen eines biochemischen Assays verwendet werden.A plurality of groups of wells disposed in and / or on the substrate for receiving Menus of the fluid may also be provided to the chip. Moreover, at least one channel may be provided in and / or on the substrate for each of the groups for establishing fluid communication between the wells of a respective group. Each of the groups may be operable separately from the other groups for handling a separate fluid. In this way, a plurality of wells can be coupled together and functionally decoupled from other groups of wells. For example, the separation channels of different groups of wells may be formed parallel to each other. With this geometry, each of the plurality of fluidly communicating wells can be used as a separate device for performing a biochemical assay.
Insbesondere kann der Chip sechzehn, weiter insbesondere genau sechzehn, in Fluidverbindung stehende Wells entlang der genau einen gemeinsamen Richtung aufweisen. Diese Geometrie ist mit dem Bioanalyzer-System der Anmelderin Agilent Technologies besonders gut verträglich. Mit einer solchen Geometrie kann eine Probe zunächst an einem Injektionskreuz an eine definierte Position gebracht werden, um dann entlang eines Trennkanals einem elektrischen Feld ausgesetzt zu werden, unter dessen Einfluss verschiedene Bestandteile der Probe entsprechend ihrer elektrophoretischen Mobilität aufgetrennt und an einem Detektor an einem Ende der linearen Well-Anordnung detektiert werden.Especially For example, the chip may be sixteen, more particularly exactly sixteen, in fluid communication standing wells along the exactly one common direction. This geometry is with Applicant's Bioanalyzer System Agilent Technologies very well tolerated. With such geometry can a sample first on an injection cross to a defined position, then along a separation channel to be exposed to an electric field, under the influence of which different components of the sample according to their electrophoretic Mobility separated and attached to a detector at one end the linear well arrangement can be detected.
Die Wells können als Matrix in und/oder auf dem Substrat angeordnet sein und jede Gruppe eine Zeile oder Spalte der Matrix bilden. Jede Zeile oder Spalte der Matrix kann separat von den anderen Zeilen oder Spalten der Matrix betreibbar sein.The Wells can be arranged as a matrix in and / or on the substrate and each group form a row or column of the matrix. each Row or column of the matrix may be separate from the other rows or columns of the matrix.
In allen Gruppen können alle Wells innerhalb einer jeweiligen Gruppe entlang genau einer gemeinsamen Richtung angeordnet sein. Dies bringt Vorteile mit sich, wenn mittels Eintauchens von Elektroden in die Wells einer Gruppe ein elektrisches Feld angelegt werden soll, um eine elektrophoretische Trennung zu initiieren. Dann kann eine lineare Anordnung von Elektroden einfach vertikal zu der Anordnung der Well-Gruppen verschoben werden, und durch vertikales Absenken in die Wells einer jeweiligen Gruppe in Fluide in den Wells eingetaucht werden, um so an die Fluide in den Wells ein elektrisches Feld anzulegen.In all groups can all wells within a respective Group can be arranged along exactly one common direction. This has advantages when immersing electrodes an electric field is applied to the wells of a group intended to initiate an electrophoretic separation. Then can a linear array of electrodes just vertical to the array the well groups are shifted, and by vertical lowering immersed in the wells of each group in fluids in the wells so as to apply an electric field to the fluids in the wells.
Alle Wells aller Gruppen können entlang genau einer gemeinsamen Richtung angeordnet sein. Anders ausgedrückt kann eine Verbindungsachse der Wells einer jeweiligen Gruppe parallel zu jeder Verbindungsachse von anderen Gruppen sein.All Wells of all groups can go along exactly one common Direction can be arranged. In other words, a Connection axis of the wells of each group parallel to each connection axis to be from other groups.
Auf dem Chip können vier, insbesondere genau vier, Gruppen von Wells vorgesehen sein. Dies ermöglicht bei einer ausreichend kleinen Dimensionierung eine ausreichende mechanische Stabilität des Substrats, die (zum Beispiel bei Vorsehen von 16 Wells pro Gruppe) bei einer zu geringen Anzahl von Gruppen zu einem langen dünnen Glasstäbchen führen könnte, welches zu Zerbrechlichkeit neigen könnte. Es hat sich herausgestellt, dass beim Vorsehen von mehreren Gruppen, zum Beispiel von mindestens vier Gruppen, eine gute mechanische Stabilität des Chips erreicht werden kann.On The chip can have four, in particular exactly four, groups be provided by Wells. This allows for a sufficient small sizing sufficient mechanical stability of the Substrate that (for example, providing 16 wells per group) too small a number of groups to a long thin one Glass rod could lead to which Fragility could tend. It turned out that when providing several groups, for example of at least four groups, a good mechanical stability of the chip can be achieved.
Wells unterschiedlicher Gruppen können miteinander außer Fluidverbindung stehen (d. h. nicht miteinander in Fluidverbindung gebracht sein), und daher funktionell entkoppelt sein.Wells different groups can share with each other Fluid communication (i.e., not in fluid communication with each other be brought), and therefore functionally decoupled.
Das Substrat kann zum Beispiel Glas, Plastik, Metall, Keramik und/oder ein Halbleitermaterial aufweisen. Bei diesen Materialien ist es mittels einfacher Prozessierungsmethoden möglich, Kanäle in das Substrat zu ätzen, welche dann die Fluidverbindung zwischen den einzelnen Wells herstellen. Auf ein solches Substrat kann dann noch eine Plastikhalterung aufgesetzt werden, der an den Stellen der Wells Öffnungen aufweist. Dieser kann als Caddy bezeichnet werden. Über die Öffnungen in dem Caddy kann ein Fluid in die jeweiligen Wells eingeführt werden. Es ist in einer automatischen Trennvorrichtung ferner möglich, Elektroden durch die Löcher in dem Caddy hindurch in die Wells einzuführen.The Substrate may be, for example, glass, plastic, metal, ceramic and / or comprise a semiconductor material. It is with these materials possible using simple processing methods, channels etch into the substrate, which then the fluid connection between the individual wells. On such a substrate Then a plastic holder can be placed on the Make the wells has openings. This can be used as a caddy be designated. Over the openings in the Caddy can a fluid is introduced into the respective wells. It is also possible in an automatic separator, Electrodes through the holes in the caddy into the Wells introduce.
Die Wells können als Gräben in dem Substrat gebildet sein. Dies ermöglicht eine einfache Prozessierung der Wells, zum Beispiel mittels Ätztechniken.The Wells may be formed as trenches in the substrate be. This allows easy processing of the wells, for example by means of etching techniques.
Als Caddy kann ein Aufsatz zum Aufsetzen auf das Substrat vorgesehen sein, wobei der Aufsatz eine Mehrzahl von Einfüllreservoirs aufweisen kann, von denen jeder korrespondierend zu einem zugehörigen der Wells konfiguriert sein kann.When Caddy can provide an attachment for placement on the substrate be, wherein the attachment a plurality of filling reservoirs may have, each of which corresponds to an associated the wells can be configured.
Das Substrat kann aus zwei gebondeten Teilsubstraten gebildet sein, so dass zwischen den Teilsubstraten der Kanal gebildet ist oder die Kanäle gebildet sind und so dass die Wells zumindest teilweise in einem der beiden Teilsubstrate gebildet sind. Mittels miteinander Verbindens zweier (zum Beispiel Glas-)Substrate und dem Prozessieren der beiden Substrate in geeigneter Weise können zum Beispiel Wells in einem oberen Substrat und Kanäle in einem Oberflächenbereich des unteren Substrats gebildet werden, wobei mittels Aufsetzens der beiden Teilsubstrate aufeinander die Wells in Fluidkommunikation mit den Kanälen gebracht werden können. Dies stellt eine besonders geschützte Anordnung der Kanäle dar, bei der eine mikrofluidische Probe während des Trennvorgangs nicht der Oberfläche ausgesetzt ist.The Substrate may be formed of two bonded sub-substrates, so that between the sub-substrates of the channel is formed or the channels are formed and so that the wells at least partially formed in one of the two sub-substrates. through interconnecting two (for example glass) substrates and the processing of the two substrates in a suitable manner for example, wells in an upper substrate and channels are formed in a surface area of the lower substrate, wherein by means of placing the two sub-substrates on each other Wells are brought into fluid communication with the channels can. This represents a particularly protected Arrangement of the channels, in which a microfluidic Sample during the separation process not the surface is exposed.
Zumindest einer der Kanäle kann ein Trennkanal, insbesondere ein elektrophoretischer Trennkanal, sein. Allerdings sind auch andere Trennmethoden oder biochemische Analysemethoden mit einem erfindungsgemäßen Chip möglich.At least one of the channels can be a separator channel, in particular an electrophoretic separation channel. However, other separation methods or biochemical analysis methods are possible with a chip according to the invention.
Zumindest zwei der Kanäle können einander kreuzen, so dass ein Injektionskreuz gebildet werden kann, mittels welchem eine Probe in definierter Weise durch die Anordnung von Kanälen geführt werden kann.At least two of the channels can cross each other, so that an injection cross can be formed, by means of which a sample guided in a defined manner by the arrangement of channels can be.
Im Weiteren werden Ausgestaltungen des Messgeräts beschrieben, die auch für den Chip und das Verfahren gelten.in the Further embodiments of the measuring device will be described, which also apply to the chip and the method.
Die Prozessierungseinheit des Messgeräts kann eine Mehrzahl von Elektroden aufweisen, von denen jede zum Eintauchen in ein zugehöriges der Wells angeordnet sein kann, wenn der Chip in der Chipaufnahmeeinrichtung aufgenommen ist. Insofern kann die Elektrodenanordnung der Prozessierungseinheit auf die Well-Anordnung des Chips angepasst sein.The Processing unit of the measuring device can be a plurality of electrodes, each of which is for immersion in an associated the wells can be arranged when the chip in the chip receiving device is included. In this respect, the electrode arrangement of the processing unit be adapted to the well arrangement of the chip.
Die Prozessierungseinheit kann eine Mehrzahl von bewegbaren Elektroden aufweisen, die zum Eintauchen in eine zugehörige Gruppe von Wells bewegbar sind, wenn der Chip in der Chipaufnahmeeinrichtung aufgenommen ist. Zum Beispiel kann die Prozessierungseinheit die Gruppen von Wells zeilen- oder spaltenweise abtasten, um eine jeweils aktivierte Gruppe von Wells einem elektrischen Feld auszusetzen. Damit ist erreicht, dass nicht für jedes (möglicherweise unbenutzte) Well einer Mehrgruppenanordnung von Wells eine separate Elektrode vorgesehen sein muss.The Processing unit may include a plurality of movable electrodes have to be immersed in an associated group of Wells are movable when the chip in the chip receiving device is included. For example, the processing unit may be the Scan groups of wells line by line or column by column, one at a time activated group of wells exposed to an electric field. This ensures that not for each (possibly unused) well of a multi-group array of wells a separate Electrode must be provided.
Das Messgerät kann zum Trennen von mindestens zwei Komponenten eines Fluids bzw. als mikrofluidisches Messgerät eingesetzt sein. So kann es im Life-Science-Bereich vorteilhaft sein, eine biologische Probe mit mehreren Protein- oder Genkomponenten aufzutrennen, was gemäß dem Verfahren der Gelelektrophorese aufgrund des unterschiedlichen Verhältnisses von Ladung und Masse der unterschiedlichen Fraktionen von Teilchen ermöglicht ist. Hierfür wird erfindungsgemäß die Probe in eines der Wells eingefüllt, nach einem bestimmten Mechanismus durch eine Mehrzahl von Wells hindurchgeführt, und nach Durchlaufen eines Trennkanals unter Einwirkung eines elektrischen Feldes durch einen Detektor ermittelt, welche Fraktionen in der aufgetrennten Probe enthalten sind.The Meter can be used to separate at least two components a fluid or used as a microfluidic measuring device be. So it can be beneficial in the life science field, one to separate biological samples with multiple protein or gene components, what according to the method of gel electrophoresis due to the different ratio of charge and mass of different fractions of particles is. For this purpose, the invention Sample filled in one of the wells, after a certain Mechanism passed through a plurality of wells, and after passing through a separation channel under the action of an electrical Feldes determined by a detector, which fractions in the separated sample are included.
KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Andere Ziele und viele der begleitenden Vorteile von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung werden leicht wahrnehmbar werden und besser verständlich werden unter Bezugnahme auf die folgende detailliertere Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen. Merkmale, die im wesentlichen oder funktionell gleich oder ähnlich sind, werden mit denselben Bezugszeichen versehen.Other Objectives and many of the attendant advantages of embodiments The present invention will be readily apparent and be better understood with reference to the following more detailed description of embodiments in Related to the attached drawings. Characteristics, which are essentially or functionally the same or similar are provided with the same reference numerals.
Die Darstellung in der Zeichnung ist schematisch.The Representation in the drawing is schematic.
Der
Biochip
Wie
in
Wie
in
Der
längste der Kanäle
Bei
dem Ausführungsbeispiel gemäß
Jede
der Gruppen
In
einem Detektionsbereich
Zum
Beispiel kann zum Auftrennen einer Probe eine solche zunächst
aus einem Töpfchen
Um
eine elektrophoretische Kraft an die Probe anzulegen, die gemäß
Bei
der Anordnung aus
Es sollte angemerkt werden, dass der Begriff „aufweisen" nicht andere Elemente ausschließt und dass das „ein" nicht eine Mehrzahl ausschließt. Auch können Elemente, die in Zusammenhang mit unterschiedlichen Ausführungsbeispielen beschrieben sind, kombiniert werden. Es sollte auch angemerkt werden, dass Bezugszeichen in den Ansprüchen nicht als den Schutzbereich der Ansprüche beschränkend ausgelegt werden sollen.It It should be noted that the term "exhibit" does not excludes other elements and that the "one" does not exclude a plurality. Also, elements, in connection with different embodiments are described combined. It should also be noted the reference numerals in the claims are not considered the scope of protection to be interpreted as limiting the claims.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - EP 1447134 A1 [0003] EP 1447134 A1 [0003]
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200810002156 DE102008002156A1 (en) | 2008-06-02 | 2008-06-02 | Biochip, for the manipulation of micro-fluids, has wells in groups in and/or on a substrate with linking channels and long separation channels |
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-
2008
- 2008-06-02 DE DE200810002156 patent/DE102008002156A1/en not_active Withdrawn
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EP1447134A1 (en) | 2003-02-15 | 2004-08-18 | Agilent Technologies, Inc., A Delaware Corporation | Microfluidic system |
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OAV | Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1 | ||
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