DE102009001612B9

DE102009001612B9 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung konstanter pulsationsfreier Flüssigkeitsströme für Mikrofluidikanwendungen

Info

Publication number: DE102009001612B9
Application number: DE102009001612A
Authority: DE
Inventors: Günter Tauber
Original assignee: SI Analytics GmbH
Current assignee: Xylem Analytics Germany GmbH
Priority date: 2009-03-17
Filing date: 2009-03-17
Publication date: 2012-03-08
Anticipated expiration: 2029-03-18
Also published as: DE102009001612A1; DE102009001612B4

Abstract

Vorrichtung zur Erzeugung konstanter pulsationsfreier Flüssigkeitsströme für Mikrofluidikanwendungen bestehend aus einem eine Reaktionsflüssigkeit enthaltenden Vorratsbehälter (1), der aus einer Druckgasquelle mit einem Druckgas (5) mit konstantem Gasdruck beaufschlagt ist und der mit wenigstens einer Abflussleitung (7a ... h) für den Strom der Reaktionsflüssigkeit (6) gegebenenfalls lösbar verbunden ist, wobei in der Abflussleitung eine Drossel (10a ... h) mit bekanntem Strömungswiderstand angeordnet ist, durch die die Menge der pro Zeiteinheit durch die Abflussleitung (7a ... h) strömenden Reaktionsflüssigkeit bestimmt ist und wobei die Druckgasquelle aus einer bei Raumtemperatur verdampfenden Flüssigkeit besteht, deren mit der flüssigen Phase im Gleichgewicht stehende Gasphase das Druckgas bildet.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung konstanter pulsationsfreier Flüssigkeitsströme für Mikrofluidikanwendungen.
Mikrofluidische Anwendungen erlangen zunehmende Bedeutung in der Biochemie und der Chemie bei Produktionsanlagen und für analytische Zwecke. Vorteile der mikrofluidischen Anwendungen in der Analytik sind ihr geringer Platzbedarf und der niedrige Chemikalienverbrauch.
Mikrofluidische Anwendungen befassen sich mit der Handhabung, Regelung und dem Verhalten von Fluiden, insbesondere Flüssigkeiten auf kleinstem Raum, typischerweise im Submillimeterbereich, z. B. ≤ 1 mm Durchmesser für Kanäle, in denen die Flüssigkeit geführt wird, Reaktionen erfolgen usw.
Die analytische Überwachung kontinuierlicher Prozesse erfolgt vorzugsweise durch eine kontinuierliche Titration. Eine kontinuierliche Analyse erfordert auch eine kontinuierliche Zufuhr der Probe und des Titriermittels. Die kontinuierliche Zufuhr erfordert geeignete Pumpen. Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Titration ist in DE 101 21 960 C1 beschrieben.
Auch bei mikrofluidischen Anwendungen erfolgt der Transport der Probe und des Titriermittels durch Pumpen. Für hochpräzise kontinuierliche Anwendungen muss über einen größeren Zeitraum ein bzw. mehrere sehr konstante Fluidströme erzeugt werden.
Für die Erzeugung von Flüssigkeitsströmen sind folgende Pumpenarten bekannt:
Kolben- oder Spritzenpumpen mit einem relativ kleinen Vorratsvolumen für das Reagenz von bis zu 20 ml, maximal 50 ml. Spritzenpumpen zeichnen sich durch eine gute Dosiergenauigkeit und Reproduzierbarkeit aus. Die Bewegung des Spritzenkolbens erfolgt meistens mittels eines Schrittmotors, daher erfolgt die Dosierung des Reagenz pulsierend. Ist die Spritze leer, muss sie neu gefüllt werden, was bei den kleinen Vorratsvolumina zu häufigen Unterbrechungen führt. Müssen viele Fluidströme gleichzeitig erzeugt werden, werden räumlicher Aufwand und Kosten unangemessen hoch.
Membranpumpen sind preiswerte Pumpen, die in der jüngeren Vergangenheit speziell für mikrofluidische Systeme entwickelt wurden. Sie fördern Drehzahl- oder Frequenz-gesteuert kleine Flüssigkeitsmengen entsprechend dem Membranhub. Allerdings entstehen konstruktionsbedingt stark pulsierende Flüssigkeitsströme. Ein weiterer Nachteil der Membranpumen ist eine starke Abhängigkeit der Fördermenge vom Gegendruck im Mikrofluidik-System.
Peristaltik- oder Schlauchpumpen befördern Flüssigkeiten durch gegenüber dem Fluid resistente elastische Schläuche. Mit ihnen lassen sich auch kleine Fördermengen, auch mehrkanalig, fördern. Allerdings werden auch hier konstruktionsbedingt pulsierende Fluidströme erzeugt. Darüber hinaus sind Schlauchpumpen teuer in der Anschaffung.
Zahnrad- und Zahnringpumpen sind in der Mikofluidik ebenfalls gebräuchlich. Mit ihnen lassen sich auch hohe Gegendrücke überwinden, wenn die Fördermenge ausreichend groß ist. Allerdings fördern sie Flüssigkeiten ebenfalls nur pulsierend, sind teuer und nur in einer begrenzten Zahl von Werkstoffen erhältlich, so dass es möglicherweise bei aggressiven Reagentien zu Korrosionsproblemen kommen kann.
Alle diese Pumpen weisen Nachteile auf, wenn preiswert pulsationsfreie Flüssigkeitsströme, insbesondere auch in mehreren Kanälen erzeugt werden sollen.
Flüssigkeiten können pulsationsfrei durch Druckbeaufschlagungen gefördert werden, wobei die Förderrate vom Druck, dem Leitungswiderstand und der Viskosität des Mediums abhängt. Gemäß EP 1 442 787 A2 und EP 1 970 565 A1 wird ein Druckgas durch Zersetzung einer geeigneten chemischen Verbindung erzeugt. In US 3 698 870 wird ein Gas mit konstant hohem Druck, z. B. Stickstoff, aus einer Druckgasquelle für die Druckbeaufschlagung verwendet und US 3 749 113 beschreibt ein Feinregelventil für eine solche Druckgasquelle. US 2003/0026705 A1 wird ein permanentes durch eine Membrane diffundierendes Gas zum Flüssigkeitstransport verwendet. Gemäß US 2005/0249607 A1 wird der Förderdruck durch geregelte Hitzebeaufschlagung einer thermisch verdampfbaren Flüssigkeit erzeugt. In US 2003/0026 705 A1 wird ein Kolben aus einer magnetischen Flüssigkeit in Verbindung mit einem Magneten dazu benutzt, Druck auf die Flüssigkeit auszuüben.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine preiswerte Vorrichtung und ein Verfahren zu finden, mit dem konstante und pulsationsfreie Flüssigkeitsströme für Mikrofluidikanwendungen, insbesondere für analytische Zwecke, erzeugt werden können.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen beschriebene Vorrichtung sowie das Verfahren gelöst.
Die Flüssigkeitsströme werden dadurch erzeugt, dass ein in einem Vorratsbehälter befindliches Flüssigkeitsvolumen aus einer Druckgasquelle mit einem Druckgas mit konstantem Druck beaufschlagt wird und die Menge der pro Zeiteinheit durch eine oder mehrere Abflussleitungen aus dem Vorratsbehälter strömenden Flüssigkeit durch eine in der jeweiligen Abflussleitung befindliche Drossel mit bekanntem Strömungswiderstand bestimmt wird und wobei die Druckgasquelle aus einer bei Raumtemperatur verdampfenden Flüssigkeit besteht, deren mit der flüssigen Phase im Gleichgewicht stehende Gasphase das Druckgas bildet.
Die Flüssigkeitsmenge, die pro Zeiteinheit durch eine Kapillare strömt, hängt von der Geometrie der Kapillare, der Viskosität der Flüssigkeit und vom Differenzdruck zwischen Kapillarenein- und -ausgang ab.
Die Fließgeschwindigkeit v einer (Newton'schen) Flüssigkeit mit der dynamischen Viskosität η (eta) in einer Kapillare mit dem Radius r und der Länge l bei einer Druckdifferenz Δp ist gegeben durch das Hagen-Poiseuillesche Gesetz /1/ v = π·r⁴·Δp/(8·l·η) /1/
Der Term f = (π·r⁴)/(8·l) ist ein Formfaktor, der durch die Geometrie der Kapillare gegeben ist und einem Widerstand bzw. einer Drossel entspricht. Wählt man einen Drosselwiderstand, der 10 bis > 100 mal höher als der Widerstand des Fluidiksystems ist, in den die Flüssigkeit gepumpt werden soll, so wird die Größe des Flüssigkeitsstromes im Wesentlichen durch den Drosselwiderstand bestimmt, mit anderen Worten, Druckschwankungen im Fluidiksystem haben keinen Einfluss mehr auf die Menge der durch die Drossel gepumpten Flüssigkeit. Die Menge der durch die Drossel strömenden Flüssigkeit pro Zeiteinheit bleibt konstant (bei konstantem Druckgasdruck). Gleichung /1/ kann vereinfacht werden zu v = f·(1/η)·Δp /2/
Fasst man den Formfaktor f und den Kehrwert der Viskosität der zu fördernden Flüssigkeit als einen Kennwert k zusammen, gilt eine einfache proportionale Beziehung zwischen der Druckdifferenz und der Fließgeschwindigkeit v = k·Δp /3/
Bevorzugt wählt man einen Drosselwiderstand, der mindestens 10-mal höher, vorzugsweise über 100-mal höher ist als der Widerstand des Fluidiksystems, in das die Flüssigkeit gepumpt wird. Für einfache Analysen mit einer Genauigkeit von 1% bis 5% reichen Drosselwiderstände, die 50 bis 100-mal höher sind, für hochpräzise Analysen 0,5 bis 0,1% sollte der Drosselwiderstand 100- bis 1000-mal höher sein. Bevorzugt werden Drosselwiderstände, die 100 bis 500-mal höher als der Widerstand des Fluidiksystems sind. Wird der Drosselwiderstand mehr als 1000-mal höher als der Widerstand des Fluidiksystems, so nimmt die Menge der durch die Drossel strömenden Flüssigkeit immer mehr ab, so dass die Analysengenauigkeit leiden kann.
Erfindungsgemäß wird der benötigte Druck im Vorratsgefäß durch Verdampfung einer niedrig siedenden gegenüber der Flüssigkeit im Vorratsbehälter inerten Flüssigkeit erzeugt, die in der Flüssigkeit nicht löslich ist und deren Sättigungsdampfdruck bei Raumtemperatur dem gewünschten Druck im Vorratsgefäß entspricht. In diesem Fall kann auf die Verwendung eines Druckminderventils verzichtet werden. Unter nicht löslich wird verstanden, dass sich nicht mehr als 1 Gew.-% der Flüssigkeit bzw. der Dämpfe in der im Vorratsbehälter befindlichen Flüssigkeit unter dem Druck des Gleichgewichtsdruckes lösen.
Das Druckgas zur Beaufschlagung des Flüssigkeitsvolumens im Vorratsbehälter wird dem Behälter in der Regel über eine entsprechende Druckgasleitung zugeführt.
Bei der Verwendung von niedrig siedenden Flüssigkeiten zur Erzeugung des Druckgases kann die niedrig siedende Flüssigkeit so gewählt werden, dass ihr Gleichgewichtsdruck bei der Betriebstemperatur der Einrichtung, z. B. des Analysators, die in der Regel der Raumtemperatur entspricht, dem gewünschten Druck im Vorratsbehälter entspricht.
Geeignete niedrig siedende Flüssigkeiten sind z. B. n-Butan (Siedepunkt Kp = 0,5°C, Sättigungsdampf-Druck bei Raumtemperatur (20°C) (p_RT = 2,08 bar), Methylchlorid CH₃Cl (Kp –24°C), Butadien (Kp = –4,5°C), Cyclopropan (Kp = –33,5°C), Buten -(1) (Kp = –6,3°C), 2 Methyl-Propen (Kp = –6,9°C), i-Butan (Kp = –12°C). Der Fachmann ist in der Lage, anhand seines Fachwissens noch zahlreiche andere geeignete Flüssigkeiten auszuwählen. Generelle Kriterien, die die Flüssigkeiten erfüllen müssen, sind, wie bereits erwähnt, keine Löslichkeit in der im Vorratsgefäß befindlichen Flüssigkeit, keine Reaktion mit der Flüssigkeit und aus gewerbehygienischen Gründen keine Toxizität. So sollte z. B. Vinylchlorid nicht benutzt werden, da es mit Wasser HCl entwickelt und cancerogen wirkt.
Besonders geeignet ist n-Butan, das bei 20°C einen Druck von 2.08 bar und bei 21°C einen Druck von 2,14 bar entwickelt, i-Butan mit einem Sättigungsdampfdruck von 3 bar bei 20°C oder Mischungen aus n- und i-Butan. Da sie eine geringere Dichte als Wasser besitzen, können sie direkt in den Vorratsbehälter gegeben werden, wo sie auf der Flüssigkeit schwimmen. Dadurch kann auf eine Druckleitung in den Behälter verzichtet werden und man kann „Einmal”-Vorratsbehälter herstellen bzw. benutzen, in der sich die Reaktionsflüssigkeit und die druckerzeugende Flüssigkeit gemeinsam befinden, so dass der Verbraucher ein besonders einfach zu handhabendes System besitzt, bei dem der Vorratsbehälter lediglich über eine geeignete Kupplung mit der Abflussleitung verbunden werden muss. Die Menge der druckerzeugenden Flüssigkeit in dem Vorratsbehälter ist so zu bemessen, dass auch bei leerem Behälter noch die Voraussetzungen für die Erzeugung eines Gleichgewichtsdampfdruckes gegeben sind, d. h. dass noch druckerzeugende Flüssigkeit in dem Vorratsbehälter vorhanden ist.
Damit die Titrierflüssigkeit mit konstantem Volumenstrom und in eine für die Analytik-Anwendungen geeigneten Menge aus der Abflussleitung austritt, ist in der Abflussleitung eine Drossel vorhanden, die einen Strömungswiderstand darstellt und die das aus der Abflussleitung austretende Volumen pro Zeiteinheit auf den für die jeweilige Anwendung gewünschten und erforderlichen konstanten Volumenstrom von in der Regel 5 μl/h bis 100 μl/h einstellt.
Als Strömungswiderstand geeignet sind poröse Körper, insbesondere Sinterkörper aus Glas, Metall, Kunststoff oder Keramik, Faserbündel (Dochte), Kapillaren, Bündel von Kapillaren oder definierte Engstellen, die in der Abflussleitung angeordnet werden. Engstellen können z. B. in Glasleitungen erzeugt werden, indem man durch Erhitzen des Glases das Glas im zähflüssigen Zustand teilweise kollabieren lässt, bis nur noch eine kleine Durchtrittsöffnung in dem Rohr vorhanden ist. Auch ist bei gläsernen Abflussleitungen das Ausziehen des Glases zu einer Kapillare möglich.
Poröse Sinterkörper als Strömungswiderstand können in der Abflussleitung durch Einkleben oder Einschmelzen befestigt werden. Letzteres gilt insbesondere für Sinterglas- und Sinterkeramikkörper in Glasleitungen. Die Sinterkörper haben in der Regel Porengrößen von 0,1 μm bis 20 μm, sie sind käuflich zu erwerben, z. B. bei Produzenten von Filtertiegeln und dergleichen.
Faserbündel können aus Glasfasern, natürlichen Fasern, z. B. Cellulose- oder Viskosefasern, oder aus synthetischen Fasern bestehen. Geeignete Materialien für synthetische Fasern sind z. B. Polyamid-, Polyester-, Fluorkohlenstofffasern usw. Die Fasern in Faserbündeln haben in der Regel Durchmesser von < 1 bis 100 μm.
Die Drossel kann auch durch eine Kapillare oder ein Bündel von Kapillaren gebildet werden, die z. B. in die Abflussleitung eingeklebt werden oder durch ein Bündel von miteinander verschmolzenen, insbesondere aus Glas bestehenden Kapillaren, das in eine gläserne Abflussleitung eingeschmolzen werden kann. Die Anzahl und der Innendurchmesser dieser Kapillaren richtet sich nach dem Druck im Vorratsgefäß und dem gewünschten Flüssigkeitsvolumen pro Zeiteinheit.
Es ist auch möglich, die gesamte Abflussleitung aus einer Kunststoffkapillare zu bilden. Hier eignen sich als Material für die Kapillare wegen der hohen Bruchsicherheit vor allem Kunststoffe, z. B. FEP (PFEP, Perfluor(Ethylen-Propylen)-Polymer), PAEK (Polyaryletherketon), PEEK (Polyetherketon), ETFE (Ethylen-Tetrafluorethylen). Derartige Kapillaren haben den Vorteil, dass ihre Drosselwirkung durch Kürzen der Kapillare ohne größere Hilfsmittel leicht verringert und den jeweiligen Bedingungen angepasst werden kann.
Die Erfindung wird anhand der Abbildung weiter erläutert.
Es zeigen:
1 schematisch ein Vorratsgefäß 1, das aus einem Druckgasbehälter 2 über die Leitung 3 mit Druck beaufschlagt ist. In die Leitung 3 ist ein Druckminderventil 4 eingebaut, mit dem sich der Druck im Gasraum 5 des Vorratsgefäßes 1 auf einen gewünschten Wert von 0,5 bar bis 50 bar einstellen lässt. In dem Vorratsgefäß 1 befindet sich die Reagenzflüssigkeit 6, die über acht Abflussleitungen 7a bis 7h in den Fluidkanal 8 eines Mikrofluidiksystems 9 eingespeist werden. In den Abflussleitungen 7a–7h befinden sich Drosseln 10a bis 10h, die einen Strömungswiderstand besitzen, der jeweils dem 100-fachen des Strömungswiderstandes im Mikrofluidiksystem entspricht. Im Mikrofluidikkanal sind nach jeder Einspeisungsstelle Mischstrecken 11a bis 11h angeordnet, die auch einen Strömungswiderstand bilden. Häufig sind die Strömungswiderstände der Mischstrecken vernachlässigbar klein im Vergleich zu den Widerständen der Drosseln 10a–h.
Die Verringerung der Fließgeschwindigkeit in den Abflussleitungen 7a bis h ist ausschließlich durch das Verhältnis der Widerstände der Mischstrecken 11a ... h im Fluidkanal 8 zu dem der Drosseln 10a ... h bestimmt und kann leicht den Verhältnissen angepasst werden. In den meisten Fällen ist eine Reduzierung der Strömungsgeschwindigkeiten in den Leitungen von 2%, vorzugsweise weniger als 0,5% tolerabel.
In dem gezeigten System kann eine Änderung der Strömungsgeschwindigkeit auch durch Kalibration erfasst und kompensiert werden.
Falls in 1 der Druckbehälter 2 mit einer niedrig siedenden Flüssigkeit gefüllt ist, die bei Raumtemperatur einen geeigneten Sättigungsdampfdruck von bevorzugt 2 bis 6 bar besitzt, kann auf das Reduzierventil 4 verzichtet werden.
2 zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung. Hier wird der erforderliche Gasdruck in dem Vorratsbehälter selbst erzeugt.
Der Vorratsbehälter 20 enthält die Reagenzflüssigkeit 26, über der sich eine spezifisch leichtere Druckerzeugungsflüssigkeit 28, z. B. Butan, befindet. Der freie Gasraum ist mit dem aus der Druckflüssigkeit entwickelten Gas 29 gefüllt, das auf die Reagenzflüssigkeit 26 mit seinem Gleichgewichtsdruck wirkt. Am unteren Ende des Vorratsbehälters 20 ist ein Abflussrohr 21 angeordnet, das mit einem Absperrventil 31 und einer druckfesten Kupplung 32 versehen ist. Die Kupplung 32 ist dichtend mit einem Gegenstück 33 verbunden, das über eine Leitung 34, die ebenfalls ein Absperrventil 35 besitzt, in einen Verteiler 36 mündet, der mit vier Abflussleitungen 27a ... d versehen ist. Die Abflussleitungen 27a ... d sind mit Drosseln 30a ... d versehen und sind an ihrem Ende mit z. B. einer Schlaucholive versehen, um den leichten Anschluss einer (nicht dargestellten) Schlauchleitung zur Einspeisung der Reagenzflüssigkeit in ein Mikrofluidiksystem zu ermöglichen.
Diese Ausführungsform ermöglicht einen leichten Austausch der kompletten Einheit Reagenzflüssigkeit/Druckerzeugungssystem und ist besonders einfach zu handhaben. Zur weiteren Vereinfachung können die Absperrventile 31 und 35 automatische Ventile sein, die sich bei dem Ankoppeln des Behälters 20 an den Verteiler 36 automatisch öffnen und bei Lösen der Verbindung schließen.
Die Drosseln 10a ... h bzw. 30a ... d müssen nicht notwendigerweise Teil des Verteilersystems sein, vielmehr können die Drosseln auch jeweils in den einzelnen, an das Verteilersystem angeschlossenen Zuführungsleitungen der Reagenzflüssigkeit zu dem Mikrofluidsystem angeordnet sein. Hält man eine größere Menge von Zuführungsleitungen mit integrierter Drossel und definierten ggfls. unterschiedlichen Strömungswiderständen auf Vorrat, kann eine Analyseneinrichtung sehr einfach und flexibel den individuellen Erfordernissen angepasst oder umgerüstet werden.
Ferner ist es möglich, eine Kapillare aus gegen das Reagenz und die Probe beständigem Kunststoff zu benutzen, deren Länge so bemessen ist, dass sie die gewünschte Drosselwirkung ausübt. Werden solche Kunststoffkapillaren mit Überlänge geliefert, so können sie sehr einfach durch Kürzen individuell auf die gewünschte Drosselwirkung eingestellt werden.
3 zeigt einen Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, an der durch Experiment die Flüssigkeitsströme bei konstantem Überdruck im Vorratsgefäß 40 gemessen werden. Als Drosseln werden poröse Keramikstifte 41a ... d benutzt, die in die gläsernen Abflussleitungen 42a bis 42d eingeschmolzen sind und eine Porosität von ca. 0,5 μm haben.
Die Reagenzflüssigkeit 44 wird über den Stutzen 43 mit einem Überdruck von 1 bar (= absoluter Druck 2 bar) beaufschlagt.
4 zeigt die Flüssigkeitsmengen, die pro Zeiteinheit bei einem Überdruck von 1 bar aus den Abflussleitungen 42a ... d austraten. Man sieht eine sehr gute Einheitlichkeit der Mengenströme. Durch eine Variation der Länge der Einschmelzung der Keramikstifte 41a ... d und des Druckes lassen sich in weiteren Grenzen pulsationsfreie Flüssigkeitsströme erzeugen. Falls die Keramikstifte vollständig in dem Glasrohr eingeschmolzen sind, wie in 1 und 2 gezeigt, wird der Mengenstrom durch Variationen der Länge oder der Porosität des eingeschmolzenen Drosselkörpers, neben einer Variation des Druckes, gesteuert.

Claims

Vorrichtung zur Erzeugung konstanter pulsationsfreier Flüssigkeitsströme für Mikrofluidikanwendungen bestehend aus einem eine Reaktionsflüssigkeit enthaltenden Vorratsbehälter (1), der aus einer Druckgasquelle mit einem Druckgas (5) mit konstantem Gasdruck beaufschlagt ist und der mit wenigstens einer Abflussleitung (7a ... h) für den Strom der Reaktionsflüssigkeit (6) gegebenenfalls lösbar verbunden ist, wobei in der Abflussleitung eine Drossel (10a ... h) mit bekanntem Strömungswiderstand angeordnet ist, durch die die Menge der pro Zeiteinheit durch die Abflussleitung (7a ... h) strömenden Reaktionsflüssigkeit bestimmt ist und wobei die Druckgasquelle aus einer bei Raumtemperatur verdampfenden Flüssigkeit besteht, deren mit der flüssigen Phase im Gleichgewicht stehende Gasphase das Druckgas bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorratsbehälter (1) mittels einer Gasleitung (3) mit einer externen Druckgasquelle (2) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die das Druckgas erzeugende verdampfende Flüssigkeit (28) sich in dem die Reaktionsflüssigkeit (26) enthaltenden Vorratsbehälter (20) befindet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungswiderstand der Drossel (10a ... h) bis zu 1000-mal, insbesondere 100 bis 500-mal größer ist als der Strömungswiderstand der Flüssigkeit in dem Mikrofluidiksystem (9) in Strömungsrichtung gesehen hinter der Drossel (10a ... h).
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Drossel aus einer oder mehreren Kapillaren, einem Faserbündel oder aus einem feinporigen Körper besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapillaren oder Fasern aus Glas, einem gegen die Flüssigkeit inerten Kunststoff oder aus Metall bestehen.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der feinporige Körper aus gesintertem Glas oder einem gegen die Flüssigkeit inerten Kunststoff- oder Metallkörper besteht.
Verfahren zur Erzeugung konstanter pulsationsfreier Flüssigkeitsströme für Mikrofluidikanwendungen, dadurch gekennzeichnet, dass ein in einem Vorratsbehälter befindliches Flüssigkeitsvolumen einer Reaktionsflüssigkeit mit einem Druckgas mit konstantem Druck beaufschlagt wird und die Menge der pro Zeiteinheit durch eine oder mehrere Abflussleitungen aus dem Vorratsbehälter strömenden Reaktionsflüssigkeit durch eine in der jeweiligen Abflussleitung angeordnete Drossel mit bekanntem Strömungswiderstand bestimmt wird und das Druckgas durch Verdampfen einer niedrig siedenden Flüssigkeit erzeugt wird und der konstante Druck dem Sättigungsdampfdruck über die Flüssigkeit entspricht.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die niedrig siedende Flüssigkeit in dem das Flüssigkeitsvolumen enthaltenden Behälter verdampft wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Drossel verwendet, deren Strömungswiderstand 10-mal bis 1000-mal, insbesondere 100 bis 500-mal größer ist als der Strömungswiderstand in Strömungsrichtung gesehen hinter der Drossel.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Drossel verwendet, die aus einer oder mehreren Kapillaren, einem Faserbündel oder einem feinporigen Körper besteht.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Drossel verwendet, die aus einer oder mehreren Kapillaren oder Fasern aus Glas, Metall oder Kunststoff oder einem feinporigen Körper aus Sinterglas, Keramik, Metall oder Kunststoff besteht.