DE102009015739A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Aufnahme eines Sensors - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zur Aufnahme eines Sensors Download PDFInfo
- Publication number
- DE102009015739A1 DE102009015739A1 DE200910015739 DE102009015739A DE102009015739A1 DE 102009015739 A1 DE102009015739 A1 DE 102009015739A1 DE 200910015739 DE200910015739 DE 200910015739 DE 102009015739 A DE102009015739 A DE 102009015739A DE 102009015739 A1 DE102009015739 A1 DE 102009015739A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- sensor
- biosensor
- chip
- coupling
- folding mechanism
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/502—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
- B01L3/5027—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
- B01L3/502715—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip characterised by interfacing components, e.g. fluidic, electrical, optical or mechanical interfaces
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L7/00—Heating or cooling apparatus; Heat insulating devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L9/00—Supporting devices; Holding devices
- B01L9/52—Supports specially adapted for flat sample carriers, e.g. for plates, slides, chips
- B01L9/527—Supports specially adapted for flat sample carriers, e.g. for plates, slides, chips for microfluidic devices, e.g. used for lab-on-a-chip
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2200/00—Solutions for specific problems relating to chemical or physical laboratory apparatus
- B01L2200/02—Adapting objects or devices to another
- B01L2200/026—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details
- B01L2200/027—Fluid interfacing between devices or objects, e.g. connectors, inlet details for microfluidic devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/04—Closures and closing means
- B01L2300/041—Connecting closures to device or container
- B01L2300/043—Hinged closures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/08—Geometry, shape and general structure
- B01L2300/0809—Geometry, shape and general structure rectangular shaped
- B01L2300/0819—Microarrays; Biochips
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L2300/00—Additional constructional details
- B01L2300/18—Means for temperature control
- B01L2300/1805—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks
- B01L2300/1822—Conductive heating, heat from thermostatted solids is conducted to receptacles, e.g. heating plates, blocks using Peltier elements
Abstract
Vorrichtung zur Aufnahme eines Biosensors mit Mittel zur elektrischen, fluidischen und thermischen Ankopplung des Biosensors, wobei ein Klappmechanismus (26) umfasst ist, durch den im geschlossenen Zustand des Klappmechanismus der Biosensor gleichzeitig elektrisch, sowie fluidisch und thermisch angekoppelt ist. Verfahren zur Ankopplung eines Biosensors an eine Vorrichtung zur Aufnahme eines Biosensors, welches gekennzeichnet ist durch folgende Schritte: im geöffneten Zustand wird ein Biosensor in Form eines Chips in eine Aussparung (4) einer Grundplatte (1) eingelegt und durch Schließen eines Klappmechanismus wird ein geschlossener Zustand hergestellt, in dem gleichzeitig externe Elektronik und eine fluidische Ankopplung über Hohlnadeln, zur Zufuhr von Fluiden zur Flusszelle, und eine thermische Ankopplung an ein Temperierelement hergestellt.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Vorrichtung zur Aufnahme eines Sensors, insbesondere eines Biosensors, zur Messung von Enzyminhibitoren, sowie ein Verfahren zur Ankopplung des Sensors an die Vorrichtung.
- Biosensoren, die unterschiedliche organische Stoffe erfassen, sind in vielfältigen Ausgestaltungen bekannt. Je nach Präparation des Biosensorelements ist beispielsweise eine einfache und schnelle Quantifizierung von unterschiedlichen Bestandteilen einer Probe mit großer Genauigkeit möglich.
- Zur Versorgung eines Biosensors sind unterschiedliche elektrische, fluidische, thermische Kontaktierungen oder Ankopplungen notwendig, und die Verwendung von bestimmten Reagenzien erfordert einen entsprechenden fluidischen Strom, der exakt kanalisiert, d. h. abgedichtet sein muss. Zum Betrieb einer Sensoraufnahme zur Messung von beispielsweise Enzyminhibitoren mit einem Biosensor ist der Biosensor mit entsprechenden Funktionen zw. Materialien zu versorgen. Beispielsweise ist er elektrisch zu kontaktieren, fluidisch an das Sensoraufnahme anzubinden, thermisch anzukoppeln, und sonstig abzudichten.
- Bei bisherigen Sensoraufnahmen für Biosensoren zur Messung von beispielsweise Enzyminhibitoren wurden die Kontaktierungen, die fluidischen und thermischen Ankopplungen und das Abdichten der Flusszelle einzeln erledigt. Diese Vorgehensweise ist arbeits- und zeitintensiv.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Sensoraufnahme und ein Verfahren anzugeben, womit ein Sensor, insbesondere ein Biosensor, zu dessen Betrieb dieser an die Vorrichtung fluidisch und thermisch anzukoppeln ist. Die Ankopplung und zugehörige Abdichtung soll möglichst einfach erfolgen.
- Die Lösung dieser Aufgabe geschieht durch die entsprechende Merkmalskombination der Hauptansprüche.
- Die Erfindung basiert auf dem Einsatz eines Klappmechanismus für Sensoren, wobei zur Kontaktierung oder Ankoppelung eines Sensors, insbesondere eines Biosensors, dieser in Form eines Chips an einer Grundplatte im geöffneten Zustand positioniert wird und im geschlossenem Zustand nach der Betätigung des Klappmechanismus in einem einzigen Schritt, thermisch und fluidisch kontaktiert und abgedichtet ist, wobei Mittel zur thermischen Ankopplung durch Mittel zur fluidischen Ankopplung hindurchgeführt sind, so dass der Sensor thermisch und fluidisch von einer einzigen Seite ankoppelbar ist und Mittel zur fluidischen Ankopplung und darin enthaltene Fluide temperierbar sind.
- Die Vorrichtung zur Aufnahme eines Sensors, insbesondere eines Biosensors, in Form eines Chips weist dazu entsprechende Mittel auf, die für die elektrische Kontaktierung in Form von elektrischen Taststiften vorteilhaft gestaltet sind. Die Taststifte werden an elektrischen Kontaktpunkten einer Leiterplatte des Biosensors in der Regel federunterstützt angedrückt.
- Die thermische Ankopplung geschieht in vorteilhafter Weise durch ein Peltierelement, welches beidseitig ergänzt ist, einmal durch einen Heizblock und einmal durch einen Temperaturblock. Wesentlich ist, dass der Biosensor in der Sensoraufnahme mit dem Peltierelement in Kontakt steht oder zumindest durch einen Luftspalt auf Abstand ist.
- Weiterhin ist ein Mittel zur fluidischen Ankopplung derart ausgeführt, dass zwei beabstandete, parallele Bohrungen an der Leiterplatte des Chips eingebracht sind, in die in geschlossenem Zustand der Klappvorrichtung Hohlnadeln zur Versorgung einer Flusszelle mit Fluid eingeführt sind.
- Die Abdichtung der im Biosensor vorhandenen Flusszelle ge schieht durch eine Platte, welche auf den Deckel des Klappmechanismus wirkt.
- Für eine genaue Temperatureinstellung am Biosensor wird ein Temperatursensor direkt unterhalb des Biosensors positioniert. Die Temperatureinstellung geschieht mit Hilfe des Peltierelements mit Heizblock und Temperaturblock.
- Der Klappmechanismus kann in vorteilhafter Weise als Wippmechanismus ausgeführt sein oder mit einem solchen gekoppelt sein. Wippbewegungen werden insbesondere durch einen Hebel ausgeführt, der an der Unterseite der Grundplatte des Klappmechanismus drehbar angeordnet ist und der mit der Öffnung oder Schließung des Deckels als Wippe bewegbar ist.
- Es ist besonders vorteilhaft, die im Biosensor unterseitig vorhandenen Durchgänge entweder durch ein dichtendes Material oder durch eine Folie vor Verschmutzung zu schützen, wobei bei der Sensoraufnahme dieses Material oder die Folie durch entsprechend einzuführende Hohlnadeln zur Versorgung der Flusszelle mit Fluid durchstochen werden muss.
- Die Erfindung offenbart auch ein Verfahren zur Aufnahme eines Biosensors in einer Sensoraufnahme mit thermischer und fluidische Ankopplung, sowie der Abdichtung des fluidischen Systems, der Flusszelle.
- Für die gleichzeitige Anwendung sämtlicher, sowohl elektrischer als auch thermischer, fluidischer und dichtungsbezogener Kontaktierung wird ein Klappmechanismus verwendet, der eine Sensoraufnahme durch Bewegen bzw. durch Schwenken eines Deckels öffnet, eine Positionierung eines Biosensors in Form eines Chips ermöglicht und durch Schließen des Deckels durch entgegengesetztes Schwenken den Chip in der Sensoraufnahme positioniert. Bei dieser Positionierung geschehen die genannten Kontaktierungs-, Ankopplungs- und Abdichtvorgänge in einem einzigen Schritt gleichzeitig. Somit ist der Chip als wesentlicher Bestandteil des Biosensors mit einer externen Elektronik verbunden, an ein thermisches Regulierungssystem angekoppelt, an ein fluidisches System zur Zuführung von Fluiden angebunden, und die enthaltene Flusszelle ist insgesamt nach außen hin abgedichtet. Um diese Vorteile zu erzielen, ist der Klappmechanismus zumindest teilweise als Wippmechanismus ausgebildet.
- Es ist besonders einfach zu realisieren, im geschlossenen Zustand den Biosensor über die Chipdeckplatte (
23 ) des Biosensors in der Sensoraufnahme anzudrücken und abzudichten. - Der Sensorbetrieb wird sehr vorteilhaft beeinflusst, falls die Hohlnadeln zur Vorwärmung von durchfließendem Fluid an den Heizblock angekoppelt sind.
- Es ist besonders vorteilhaft, wenn der Temperierblock in etwa die Größe der Flusszelle auf dem Sensor oder Biosensor aufweist.
- Im Folgenden werden anhand von schematischen, die Erfindung nicht einschränkenden Figuren Ausführungsbeispiele beschrieben.
-
1A zeigt einen Klappmechanismus in Seitenansicht mit Grundplatte und Deckel mit Griff, wobei die Hebel11 , der Hebel mit Wippfunktion, und der Temperaturblock15 sichtbar sind. -
1B zeigt die aus der1A nach unten gedrehte Darstellung der1A , wobei der Deckel2 in der Aufsicht mit dem Scharnier3 dargestellt ist, -
1C zeigt eine Darstellung entsprechend1A um 90° nach oben gedreht, wobei die Rundplatte1 von unten sichtbar ist, -
1D zeigt die Aufsicht der Grundplatte ohne Deckel, wobei der Chip17 in einer Aufnahme sichtbar ist, -
1E bis1G zeigen Schnittdarstellungen entsprechend der in1A durch Pfeile angedeuteten Blickrichtungen, wobei in1E ein Schnitt im Bereich des zum Wippmechanismus gehörenden Hebels dargestellt ist, in1F und1G jeweils ein Schnitt im Bereich der Ebene des Chips17 sichtbar ist, -
2 zeigt die Einzelheit A entsprechend der1E , wobei der Bolzen10 und der Bolzen11 der zum Wippmechanismus gehörende Hebel darstellt, -
3 zeigt die mit Taststiften6 ,7 kontaktierte Leiterplatte22 des Chips17 , -
4 zeigt die wesentliche Konstellation eines in geschlossenem Zustand der Sensoraufnahme in einem beanspruchten Sensoraufnahme aufgenommenen Biosensors in Form eines Chips17 , bestehend aus Leiterplatte22 , Chipdeckplatte23 und Dichtmatte24 , wobei der Chip entsprechend3 elektrisch kontaktiert ist, mittels der Hohlnadeln (8 ) fluidisch angekoppelt ist, durch die von oben aufliegende und angedrückte Platte5 über die Chipdeckplatte23 hinsichtlich der Flusszelle im Chip abgedichtet ist und thermisch sowohl temperaturvariabel als auch hinsichtlich der Temperatur regelbar ausgeführt ist, -
5 zeigt die Einzelheit D aus der1A , wobei eine in einer Nut eines Rastbolzens (18 ) eingebrachte Leiste9 dargestellt ist sowie ein Ende des Hebels (11 ), der zu einem Wippmechanismus zählt. - Ein Biosensor
27 , der in eine Sensoraufnahme 0 einzusetzen ist, besteht zunächst aus einem Chip, der durch elektrische Kontaktierung, fluidische und thermische Ankopplung und durch Abdichtung des Fluidsystems eines Biosensor ausgebildet wird. Der Chip als zentrales Element des Biosensors besteht zunächst aus einem Trägerwerkstoff, insbesondere einer Leiterplatte, auf welchem Elektroden, Leiterbahnen und Kontaktpunkte, in der Regel auf der Ober- und auf der Unterseite, vorhanden sind, zur Ankopplung des Biosensors27 an eine Biosensor externe Elektronik. Zudem besitzt der Biosensor zwei Löcher, insbesondere in der Leiterplatte bzw. in dem Chip17 , über welche der Biosensor fluidisch an die Sensoraufnahme angekoppelt werden kann. Über den Elektroden befindet sich eine Dichtmatte24 , die die Flusszelle enthält sowie eine Chipdeckplatte23 für den Biosensor, welche die Flusszelle von oben her verschließt. Die Dichtmatte24 mit der Flusszelle dichtet Chip und Deckplatte beim Zusammenpressen des Biosensoraufbaus beim Schließen der Sensoraufnahme ab. - Die Durchgänge des Chips
17 können zum Schutz vor Verunreinigungen auf der Unterseite mit einem Material verschlossen werden, welches sich mit den Hohlnadeln8 durchstechen lässt. Alternativ ist auch denkbar eine Folie oberflächlich zu verwenden. - Die Erfindung besteht aus einem Klappmechanismus, mit dem man die Sensoraufnahme öffnen und verschließen kann. Dies wird in der geschnittenen Seitenansicht des Klappmechanismus entsprechend
1A deutlich. Dieser Klappmechanismus besteht aus einer Grundplatte1 und einem Deckel2 mit Griff. Diese zwei Teile sind miteinander über ein Scharnier3 verbunden, wobei der Deckel mit der Grundplatte verbunden ist und die Bewegung eine Dreh- oder Schwenkbewegung ist. Um den Chip17 bequem einlegen und entnehmen zu können, besitzt die Grundplatte1 eine Aussparung4 . Damit der Chip fehlerfrei eingelegt werden kann, ist in der Grundplatte eine Mulde vorgesehen, die den Chip positioniert. Dabei wird der Chip in allen Richtungen von den Seitenwänden der Mulde in Position gehalten, das heißt, entsprechend beabstandet. Beim Schließen der Anordnung drückt eine gefederte Platte5 auf die Chipdeckplatte23 des Chips17 und dichtet somit die Flusszelle25 ab. Die Flusszelle ist in etwa zwischen den Enden der Hohlnadeln8 im Bereich des Chips17 , das heißt der Leiterplatte22 und der, beispielsweise als Gummimatte ausgeführten, Dichtmatte24 positioniert. Gleichzeitig wird der Chip an den Kontaktpunkten oben und unten durch gefederte Taststifte6 ,7 an externe Elektronik angebunden. Die fluidische Ankopplung an ein Zufuhrsystem für Fluide erfolgt durch teilweise an Schläuche gekopppelte Hohlnadeln8 , die durch den Verschluss der Durchgänge an der Unterseite des Chips gestoßen werden. - Die Bewegung der Hohlnadeln
8 wird durch die Schließung der Sensoraufnahme gesteuert. Dazu drückt eine Leiste9 , die am Deckel befestigt ist, auf einen Bolzen10 , der durch die Grundplatte durchgeführt ist. Die Bolzen10 drücken auf einen Hebel11 , der an der Grundplatte aufgehängt ist. Der Hebel11 erzeugt an seinem anderen Ende eine gegenläufige Bewegung, mit der die Hohlnadeln8 in die Bohrungen des Biosensors gedrückt werden. Die Hohlnadeln und der Chip werden durch einen Dichtring12 abgedichtet. - Der Aufbau zur Temperatursteuerung oder Regelung des Biosensors beinhaltet Federn, die für eine Rückstellung des Klappmechanismus in die ursprüngliche Position sorgen.
- Die thermische Ankopplung erfolgt durch den gleichen Mechanismus. Die Hohlnadeln werden in einem Heizblock
13 fixiert, wenn diese ihren Endpunkt bei der Einführung in die Bohrungen des Chips erreicht haben. Dies kann durch einen entsprechenden Anschlag signalisiert werden. Dadurch, dass die Nadeln im Heizblock fixiert sind, hat dieser Aufbau den Vorteil, dass die Flüssigkeiten beim Füllen der Flusszelle bereits erwärmt oder beim Kühlen gekühlt sind. Die Beheizung oder Kühlung erfolgt über ein Peltierelement14 , welches am Heizblock13 befestigt ist. Auf der gegenüberliegenden Seite des Peltierelementes14 ist ein Temperaturblock15 angebracht zum Zu- oder Abführen von Wärme. Dieser enthält eine Führung zur positionsgenauen Einfüllung der Nadeln in die Durchgänge am Chip. Heizblock und Temperaturblock sind aufgrund der Wärmeleitfähigkeit aus Aluminium gefertigt, wobei auch Bauteile aus Kupfer oder andere Materialien mit ähnlich hoher Wärmeleitfähigkeit in Frage kommen. Geregelt wird das Peltierelement durch einen Temperatursensor16 , dargestellt in4 . Der Temperatursensor, der sich in oder am Heizblock13 befindet, dient zur genauen Temperierung korrespondierend mit dem unter dem Chip17 befindlichen Temperatursensor16 . - Beim Schließen der Vorrichtung rastet die Leiste
9 , die im Deckel befestigt ist, an Rastbolzen18 in der Grundplatte1 ein. Dadurch wird die Vorrichtung gegen den Druck der Federn geschlossen. Der Klappmechanismus kann von Hand bedient werden oder auch durch technische Maßnahmen vereinfacht werden wie durch den Einsatz eines Motors. Zur Unterstützung der Bewegung des Klappmechanismus kann eine Feder im Bereich des Scharniers vorgesehen werden, um zu verhindern, dass der Deckel2 beim Einlegen oder Entnehmen des Chips zufällt sowie zur Unterstützung der Klappbewegung. Die Begrenzung der Aussparung in Form einer Mulde kann einstellbar ausgeführt sein, um Chips mit unterschiedlichen Größen bzw. Durchmessern einbauen zu können. - Die federunterstützte Platte
5 zum Abdichten der Flusszelle25 kann aus durchsichtigem Material gefertigt werden, um eine optische Detektion zu ermöglichen, beispielsweise um Luftblasen oder sonstige Probleme im Fluidsystem erkennen zu können. Dies gilt auch für die Messung eines Farbspektrums. Dazu sollte eine entsprechende Öffnung20 im Deckel2 der Klappvorrichtung vorgesehen werden. Die Bewegung der Hohlnadeln kann durch einen Motor ebenfalls gesteuert werden. Falls eine Erwärmung der Flüssigkeiten durch den Heizblock bereits während des Zuflusses durch die Hohlnadeln nicht erwünscht ist, kann dies durch das Anbringen einer Isolationsschicht zwischen Heizblock und den Nadeln verhindert werden. Die Rastbolzen18 können auch durch die Motoren angetrieben werden. Bei Aufnahmen von Biosensoren zur Messung von Enzyminhibitoren wurden bisher die Kontaktierung, die fluidische und thermische Ankopplung und das Abdichten der Flusszelle einzeln erledigt. Durch die einfach zu bedienende Aufnahme werden elektrische Kontaktierung, fluidische und thermische Ankopplung und Abdichten der Flusszelle in einem Schritt ermöglicht. Außerdem werden Fehler vermieden, insbesondere Verwechslungsfehler vermieden. Dadurch erhält man ein Sensoraufnahme, welches schnell betriebsbereit ist und einfach zu bedienen ist. - In den
1A –1G ist in Form verschiedener, teilweise geschnittener Ansichten ein Klappmechanismus dargestellt. Die mit mehreren Schnittlinien versehene1A zeigt in der Seitenansicht eine Grundplatte1 und einen Deckel2 , der auf der rechten Seite einen Eingriff aufweist. Dadurch wird zunächst die Klappvorrichtung, die mittels eines Scharniers3 einseitig miteinander drehbar oder schwenkbar verbunden ist, ausgeführt. Auf der gegenüberliegenden, im Bild rechten Seite der1A befindet sich, entsprechend der Einzelheit D, die in5 dargestellte Untereinheit. Diese besteht aus einer Verriegelung, enthalten im Rastbolzen18 , welche durch Einrasten der Leiste9 zustande kommt. Im geschlossenen Zustand der Klappvorrichtung ist diese Einrastung vollzogen. Gleichzeitig ist der Chip angedrückt und sämtliche, aufgelisteten Funktionen sind zwischen Chip und Sensoraufnahme hergestellt. In1A ist weiterhin der Hebel11 sichtbar, der durch entsprechende konstruktive Maßnahmen als Wipphebel funktioniert und wodurch die Drehbewegung des Deckels2 betätigt wird. Die Schnitte entlang der Ebenen C-C, D-D und E-E betreffen der Reihe nach die Darstellungen der1G ,1F und1E . - In
1G ist die Schnittebene im Chip17 platziert. In der1F liegt die Schnittebene ebenfalls im Bereich des Chips17 , wobei hier in der Einzelheit B die entsprechende Kontaktierung dargestellt ist. In der1E liegt der Schnitt im Endbereich des Hebels11 , wobei die Bolzen10 genauer dargestellt sind. - Die
1B und1C entsprechen jeweils der Darstellung nach1A , wobei eine Klappung um 90° nach unten zur1B oder um 90° nach oben zur1C vorgenommen ist. In1B ist der Deckel2 mit einer durchsichtigen Öffnung20 , die mit durchsichtigem Material ausgefüllt ist, sichtbar. Diese Aufsicht zeigt auch am linken Rand das Scharnier3 . Ähnliches gilt für die1C , die die Unteransicht der entsprechenden Anordnung darstellt. -
1D entspricht der Aufsicht entsprechend1B , jedoch ohne den Deckel2 . Somit ist die Grundplatte1 sichtbar, die eine Aussparung4 zur Positionierung eines Chips17 zeigt, wobei die Aussparung4 durch eine Mulde dargestellt sein kann, deren Begrenzungen19 variabel einstellbar sind. - Die Einzelheiten aus den
1E ,1F ,1G und1A , bezeichnet mit den Buchstaben A, B, C, D, sind in den folgenden2 ,3 ,4 und5 der Reihe nach dargestellt. -
2 zeigt die Einzelheit A entsprechend1E . Dargestellt ist die Relation zwischen Hebel11 , der senkrecht zur Blattebene steht, und Bolzen10 . - Die
3 zeigt im Einzelnen anhand von Taststiften6 ,7 , wie der Chip17 bzw. dessen Leiterplatte22 mit entsprechenden Leiterbahnen oder Kontaktpunkten versehen, kontaktiert wird. Die Taststifte6 ,7 sind derart konstruiert, dass sie auf Kontaktpunkten aufsetzen, jedoch nicht in eine Leiterplatte eindringen. -
5 zeigt die Einzelheit D entsprechend der1A . Der zur Wippeinrichtung zählende Hebel11 ist angedeutet. Weiterhin ist der Rastbolzen18 dargestellt, welcher mit einer V-förmigen, federunterstützten Arretierung in eine im Rastbolzen ausgeformte Nut die Leiste9 aufnimmt und adaptiert. -
4 zeigt die zentralen Bauelemente in Form des Chips17 mit den umgebenden wesentlichen Bauteilen zur Darstellung eines Biosensors, der in einer Sensoraufnahme aufgenommen ist. Dargestellt ist der Chip17 , bestehend aus einer Leiterplatte22 , die mit ober- und unterseitigen Kontaktierungs- oder elektrischen Leiterelementen versehen ist. Darüber angeordnet ist eine Dichtmatte24 , die in Kombination mit der Leiterplatte22 zwischen den Enden zweier Hohlnadeln bzw. zwischen den Enden zweier Durchgänge in der Leiterplatte, die die Hohlnadeln aufnehmen, eine Flusszelle darstellen. Eine Chipdeckplatte23 ist oberhalb der Dichtmatte24 aufgelegt und angedrückt. Im geschlossenen Zustand der Sensoraufnahme liegt über der Chipdeckplatte eine Platte5 zum Andrücken des gesamten Chips. - Der Chip
17 ist nach unten hin auf einer Anordnung von Peltierelement14 mit Heizblock13 und Temperaturblock15 aufgesetzt. Ein Temperatursensor16 dient der Regelung der Chiptemperatur. - Die Hohlnadeln
8 sind, zumindest teilweise, über Schlauchverbindungen zur entsprechenden Zuleitung an die Durchgänge, insbesondere Bohrungen, in der Leiterplatte22 des Chips17 eingepasst.
Claims (33)
- Vorrichtung zur Aufnahme eines Sensors aufweisend – Mittel zur fluidischen und Mittel zur thermischen Ankopplung des Sensors, – einen Klappmechanismus (
26 ) mit einem darin positionierten Sensor, wobei im geschlossenen Zustand des Klappmechanismus der Sensor gleichzeitig fluidisch und thermisch angekoppelt ist, – ein Temperierelement, zum abwechselnden Aufheizen oder Kühlen des Sensors, – wobei die Mittel zur fluidischen Ankopplung durch die Mittel zur thermischen Ankopplung hindurchgeführt sind, so dass der Sensor thermisch und fluidisch von einer einzigen Seite ankoppelbar ist, und – wobei die Mittel zur fluidischen Ankopplung und darin enthaltene Fluide temperierbar sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur elektrischen Ankopplung im geschlossenen Zustand des Klappmechanismus durch elektrische Taststifte (
6 ,7 ) zwischen Vorrichtung und Sensor vorhanden sind. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur fluidischen Ankoppplung mindestens zwei Durchgänge, insbesondere zwei beabstandete parallele Bohrungen, in dem Sensor sind, zur Einführung von Hohlnadeln (
8 ) von außen. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossenem Zustand des Klappmechanismus die Vorrichtung verriegelt ist.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch dass Mittel zur fluidischen Ankoppplung zwischen Vorrichtung und Sensor eine am Sensor vorhandene Flusszelle (
25 ) abgedichtet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet dass, zur Abdichtung der Flusszelle mindestens eine, insbesondere Feder unterstützte, Platte (
5 ) vorhanden ist, zum Andrücken eines Deckels (2 ) des Klappmechanismus (26 ). - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur thermischen Ankopplung des Sensors durch eine Positionierung des Sensors im Bereich eines Temperierelements mit einem Temperierblock (
13 ) auf der dem Sensor zugewandten Seite und mit einem Temperaturausgleichsblock (15 ) auf der Gegenseite, dargestellt ist. - Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor direkt oder indirekt durch den Deckel (
2 ) des Klappmechanismus gegen den Termperierblock (13 ) und gegen Dichtmaterial um die Hohlnadeln gedrückt wird, zur Darstellung der fluidischen Abdichtung. - Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Temperierelement durch ein Peltierelement (
14 ) mit einem Temperierblock (13 ) auf der dem Sensor zugewandten Seite und mit einem Temperaturausgleichsblock (15 ) auf der Gegenseite dargestellt ist. - Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperierblock zumindest partiell durch einen Luftspalt von umgebendem Material der Vorrichtung beabstandet ist, womit ein Temperaturübergang optimierbar ist.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Biosensor ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperierblock in etwa die Größe der Flusszelle auf dem Sensor oder Biosensor aufweist.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da durch gekennzeichnet, dass ein Temperatursensor (
16 ) vorhanden ist, zur Messung der Sensortemperatur. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der Klappmechanismus (
26 ) einen Wippmechanismus aufweist, zur Unterstützung der Ankopplung. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet dass der Klappmechanismus zur Sensoraufnahme aus einer Grundplatte (
1 ) besteht und einem Deckel (2 ), wobei beide Teile drehbar miteinander verbunden sind und ein geöffneter sowie ein geschlossener Zustand der Vorrichtung jeweils durch Schwenken des Deckels einstellbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine am Deckel (
2 ) befestigte Leiste (9 ) und ein Bolzen (10 ) auf einen Hebel (11 ) wirken, der an einer Grundplatte (1 ) befestigt ist und an seinen äußeren Enden jeweils gegenläufige Wippbewegungen aufweist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatte (
1 ) eine Aussparung (4 ) zur Positionierung des Chips (17 ) aufweist, wobei im geschlossenen Zustand der Chip (17 ) über die Chipdeckplatte (23 ) in der Aussparung angedrückt ist. - Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass im Deckel (
2 ) ein Rastbolzen (18 ) integriert ist, der mit der Leiste (9 ) zusammenwirkt, so dass zumindest im geschlossenen Zustand den Deckel (2 ) fixiert ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15–18, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zur Abdichtung der Flusszelle durch mindestens eine Platte (
5 ), die insbesondere Feder unterstützt ist, dargestellt sind. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Durchgänge im Chip (
17 ) mittels eines Dichtmaterials oder einer Folie gegen Verunreinigung geschützt sind, wobei das Dichtmaterial oder die Folie von Hohlnadeln (8 ) durchstoßbar ist. - Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klappmechanismus, der Wippmechanismus und/oder die Einrast Funktion am Deckel Motor unterstützt sind.
- Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Querschnittsbegrenzung (
19 ) der Aussparung (4 ) in der Grundplatte (1 ) vorhanden ist, zur Anpassung auf verschiedene Chipdurchmesser. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5–22, dadurch gekennzeichnet, dass zur optischen Detektion in Fluiden die Abdichtung der Flusszelle mit transparentem Material geschieht und der Deckel (
2 ) mindestens einen korrespondierenden optisch transparenten Durchgang (20 ) aufweist. - Biosensor zum Einsatz an der Vorrichtung zur Aufnahme eines Biosensors, der zur Ankopplung an die Vorrichtung Mittel aufweist zur Abdichtung zwischen der Vorrichtung und dem Biosensor und zur thermischen Ankopplung.
- Verfahren zur Ankopplung eines Biosensors an eine Vorrichtung zur Aufnahme eines Sensors, welches gekennzeichnet ist durch folgende Schritte: – im geöffneten Zustand wird der Biosensor in Form eines Chips in eine Aussparung (
4 ) einer Grundplatte (1 ) eingelegt und – durch Schließen eines Klappmechanismus wird ein geschlossener Zustand hergestellt, in dem gleichzeitig eine fluidische Ankopplung über Hohlnadeln zur Zufuhr von Fluiden zu einer Flusszelle des Sensors und eine thermische Ankopplung an ein Temperierelement hergestellt wird. - Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor im geschlossenen Zustand des Klappmechanismus über elektrische Taststifte zwischen Vorrichtung und Sensor kontaktiert wird.
- Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, bei dem ein in die Vorrichtung zur Aufnahme eingelegter Chip eines Biosensors mit einer internen Flusszelle von oben mittels einer Deckplatte (
5 ) verschlossen wird, sodass die Flusszelle abgedichtet ist, eine elektrische Kontaktierung durch gefederte Taststifte (6 ,7 ) erzeugt wird, eine fluidische Ankopplung des Biosensors durch Hohlnadeln (8 ) geschieht, die in den Chip in Aussparungen eingeführt sind, und eine thermische Ankopplung des Biosensors an ein Temperierelement erfolgt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 27 bei dem eine Regelung der Temperatur des Chips durch einen Temperatursensor (
16 ) geschieht, der im Bereich der Heizung unterhalb des Chips (17 ) angeordnet ist. - Verwendung einer Vorrichtung zur Aufnahme eines Sensors nach einem der Ansprüche 1–23 bzw. eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 25–28 zur Messung von Enzyminhibitoren.
- Verwendung einer Vorrichtung zur Aufnahme eines Sensors nach einem der Ansprüche 1–23 bzw. eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 25–28 zur Überwachung von Wasser, wie Trinkwasser, Oberflächenwasser, Abwasser, Brauchwasser.
- Verwendung einer Vorrichtung zur Aufnahme eines Sensors nach einem der Ansprüche 1–23 bzw. eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 25–28, zur Überwachung von Prozesswasser, wie in Herstellungsprozessen der Nahrungs- und Genussmittel-Industrie und bei pharmazeutischen Erzeugnissen.
- Verwendung einer Vorrichtung zur Aufnahme eines Sensors nach einem der Ansprüche 1–23 bzw. eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 25–28, zur Qualitätsuntersuchung von Nahrungs- und Genussmitteln und pharmazeutischen Erzeugnis sen.
- Verwendung einer Vorrichtung zur Aufnahme eines Biosensors nach einem der Ansprüche 1–23 bzw. eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 25–28, zur Bestimmung von Proteinen, Bakterien, DNA-Sequenzen, Haptenen und endokrinen Substanzen.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200910015739 DE102009015739A1 (de) | 2009-03-31 | 2009-03-31 | Vorrichtung und Verfahren zur Aufnahme eines Sensors |
PCT/EP2010/052324 WO2010112273A1 (de) | 2009-03-31 | 2010-02-24 | Vorrichtung und verfahren zur aufnahme eines sensors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE200910015739 DE102009015739A1 (de) | 2009-03-31 | 2009-03-31 | Vorrichtung und Verfahren zur Aufnahme eines Sensors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102009015739A1 true DE102009015739A1 (de) | 2010-10-07 |
Family
ID=42113853
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE200910015739 Withdrawn DE102009015739A1 (de) | 2009-03-31 | 2009-03-31 | Vorrichtung und Verfahren zur Aufnahme eines Sensors |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102009015739A1 (de) |
WO (1) | WO2010112273A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015114043A1 (de) | 2015-08-25 | 2017-03-02 | Biflow Systems Gmbh | Temperiervorrichtung |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4115792A1 (de) * | 1991-05-10 | 1992-11-12 | Ekf Ind Elektronik Gmbh | Anordnung fuer ein biosensorsystem zur analyse von in fluessiger form vorliegenden stoffen |
DE4227338A1 (de) * | 1992-08-18 | 1994-02-24 | Ekf Ind Elektronik Gmbh | Verfahren und Durchflußmeßanordnung zur Analyse von Flüssigkeiten |
DE19537506C1 (de) * | 1995-09-26 | 1997-03-27 | Ufz Leipzighalle Gmbh | Durchflußmeßzelle für Biosensoren |
DE19734708C1 (de) * | 1997-08-11 | 1999-03-11 | Fraunhofer Ges Forschung | Anordnung zum Erfassen der Konzentration von in Wasser vorhandenen Legionellen |
DE10150269A1 (de) * | 2001-10-11 | 2003-06-26 | Christoph Beck | Mikrokammer |
WO2006077210A1 (de) * | 2005-01-20 | 2006-07-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Halbleitersensorbauteil mit geschützten zuleitungen und verfahren zur herstellung desselben |
WO2007053105A1 (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-10 | Senzime Point Of Care Ab | A biosensor apparatus for detection of thermal flow |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6114122A (en) * | 1996-03-26 | 2000-09-05 | Affymetrix, Inc. | Fluidics station with a mounting system and method of using |
DE10111457B4 (de) * | 2001-03-09 | 2006-12-14 | Siemens Ag | Diagnoseeinrichtung |
WO2005107938A2 (en) * | 2004-05-02 | 2005-11-17 | Fluidigm Corporation | Thermal reaction device and method for using the same |
CA2601078C (en) * | 2005-01-07 | 2012-07-03 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Detection apparatus using cartridge |
DE102006024149B4 (de) * | 2005-05-25 | 2020-04-02 | Boehringer Ingelheim Vetmedica Gmbh | System zur integrierten und automatisierten DNA- oder Protein-Analyse |
EP1888235A1 (de) * | 2005-06-06 | 2008-02-20 | Decision Biomarkers Incorporated | Auf flüssigkeitsstrom über anordnungen basierende assays |
WO2007021811A2 (en) * | 2005-08-11 | 2007-02-22 | Eksigent Technologies, Llc | Microfluid based apparatus and method for thermal regulation and noise reduction |
-
2009
- 2009-03-31 DE DE200910015739 patent/DE102009015739A1/de not_active Withdrawn
-
2010
- 2010-02-24 WO PCT/EP2010/052324 patent/WO2010112273A1/de active Application Filing
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4115792A1 (de) * | 1991-05-10 | 1992-11-12 | Ekf Ind Elektronik Gmbh | Anordnung fuer ein biosensorsystem zur analyse von in fluessiger form vorliegenden stoffen |
DE4227338A1 (de) * | 1992-08-18 | 1994-02-24 | Ekf Ind Elektronik Gmbh | Verfahren und Durchflußmeßanordnung zur Analyse von Flüssigkeiten |
DE19537506C1 (de) * | 1995-09-26 | 1997-03-27 | Ufz Leipzighalle Gmbh | Durchflußmeßzelle für Biosensoren |
DE19734708C1 (de) * | 1997-08-11 | 1999-03-11 | Fraunhofer Ges Forschung | Anordnung zum Erfassen der Konzentration von in Wasser vorhandenen Legionellen |
DE10150269A1 (de) * | 2001-10-11 | 2003-06-26 | Christoph Beck | Mikrokammer |
WO2006077210A1 (de) * | 2005-01-20 | 2006-07-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Halbleitersensorbauteil mit geschützten zuleitungen und verfahren zur herstellung desselben |
WO2007053105A1 (en) * | 2005-10-31 | 2007-05-10 | Senzime Point Of Care Ab | A biosensor apparatus for detection of thermal flow |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015114043A1 (de) | 2015-08-25 | 2017-03-02 | Biflow Systems Gmbh | Temperiervorrichtung |
DE102015114043B4 (de) | 2015-08-25 | 2018-10-04 | Biflow Systems Gmbh | Temperiervorrichtung |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2010112273A1 (de) | 2010-10-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0642828B1 (de) | Reaktionsbehälteranordnung für eine Vorrichtung zur automatischen Durchführung von Temperaturzyklen | |
EP0642831B1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur automatischen Durchführung von Temperaturzyklen | |
DE19941905C2 (de) | Probenkammer zur Flüssigkeitsbehandlung biologischer Proben | |
DE19928412C2 (de) | Versorgungselement für einen Labor-Mikrochip | |
DE102008025992B4 (de) | Titerplatte und Verfahren zur Detektion eines Analyten | |
DE2166461B2 (de) | Reaktionsbehaelter fuer den einmaligen gebrauch | |
WO2015027998A1 (de) | Expositionsapparat | |
DE112015006171T5 (de) | Elektrophoresevorrichtung und Elektrophoreseverfahren | |
DE102010017667B4 (de) | Sensormodul, Gewebeprozessor mit Sensormodul und Verfahren zum Betreiben eines Gewebeprozessors | |
DE3441179A1 (de) | Temperiereinrichtung fuer mikrokuevettenanordnungen, insbesondere mikrotitrationsplatten | |
DE102006028516B3 (de) | Küvette mit Küvettenlager und deren Verwendung | |
WO2000025107A1 (de) | Membransonde für die probenahme eines in fluidem medium befindlichen analyten | |
EP2565633B1 (de) | Verfahren zur Bestimmung des Erweichungs- oder Tropfpunkts | |
DE1798255C2 (de) | Vorrichtung zur meßtechnischen Erfassung des Vulkanisationsverlaufs von Elastomeren an einer Materialprobe | |
WO2015132057A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur feststellung von schrumpfcharakteristika einer flächigen materialbahn aus thermoplastischem kunststoff | |
WO2015036404A1 (de) | Vorrichtung zur ermittlung einer eigenschaft eines flüssigen mediums | |
DE102009015739A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Aufnahme eines Sensors | |
DE112014005196T5 (de) | Analysator | |
EP1754973B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Probennahme und unmittelbaren Analyse fliessfähiger Sammelgutmengen, insbesondere von Milchlieferungen | |
DE3600090C2 (de) | ||
EP2126540B1 (de) | Begasungsvorrichtung und -system | |
DE4137532C2 (de) | ||
DE69734963T2 (de) | Neutralisierungstestvorrichtung und Neutralisierungstestverfahren | |
WO2019063394A1 (de) | Filtrationsvorrichtung, verfahren zum zusammenfügen einer modularen filtrationsvorrichtung sowie verfahren zur charakterisierung eines filtermediums und/oder zu filtrierenden mediums | |
DE102022202966A1 (de) | Mikrofluidische Kartusche und Verfahren zu ihrer Herstellung, sowie Analysenvorrichtung und Verfahren zu deren Betreiben |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20121002 |