DE102012220250A1

DE102012220250A1 - FLUIDIKMODUL FOR A CENTRIFUGAL FILTRATION AND METHOD FOR FILTERING A SAMPLE

Info

Publication number: DE102012220250A1
Application number: DE201210220250
Authority: DE
Inventors: Marc Karle; Felix von Stetten; Johannes Wöhrle; Alexander Heyne; Daniel Mark
Original assignee: Hann-Schickard-Gesellschaft fuer Angewandte Forschung eV
Current assignee: Hann-Schickard-Gesellschaft fuer Angewandte Forschung eV
Priority date: 2012-11-07
Filing date: 2012-11-07
Publication date: 2014-05-08
Also published as: WO2014072088A1

Abstract

Ein Fluidikmodul für eine zentrifugale Filtration besitzt einen um eine Rotationsachse drehbaren plattenförmigen Träger, der eine erste Seite und eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite aufweist. Eine Durchgangsöffnung erstreckt sich von der ersten Seite zu der zweiten Seite durch den Träger. Ein Filter ist in der Durchgangsöffnung angeordnet oder durch die Durchgangsöffnung gebildet. In die erste Seite des Trägers sind erste fluidische Strukturen zum zentrifugalen Zuführen einer zu filtrierenden Probe zu dem Filter strukturiert und in die zweite Seite des Trägers sind zweite fluidische Strukturen zum Aufnehmen des beim Filtern der Probe erhaltenen Permeats oder zum zentrifugalen Abführen des beim Filter der Probe erhaltenden Permeats weg von dem Filter strukturiert.A fluidics module for centrifugal filtration has a plate-shaped carrier which is rotatable about an axis of rotation and has a first side and a second side opposite the first side. A through opening extends through the carrier from the first side to the second side. A filter is arranged in the through opening or formed by the through opening. First fluidic structures for centrifugal feeding of a sample to be filtered to the filter are structured in the first side of the carrier and second fluidic structures for receiving the permeate obtained during the filtering of the sample or for centrifugal removal of the sample from the filter are arranged in the second side of the carrier receiving permeate structured away from the filter.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fluidikmodul für eine zentrifugale Filtration und Verfahren zum Filtern einer Probe, insbesondere im Bereich der Medizintechnik und der Diagnostik.The present invention relates to a fluidic module for centrifugal filtration and method for filtering a sample, in particular in the field of medical technology and diagnostics.

Bei vielen diagnostischen Anwendungen ist die Konzentration eines Analyten zu gering, um nachgewiesen werden zu können. Daher muss der Analyt in einem ersten Schritt aufkonzentriert werden, was sich am einfachsten durch eine Filtration erreichen lässt. Eine Probe, die den Analyten in einer Flüssigkeit enthält, wird durch ein Filter geleitet, wobei der Analyt auf dem Filter verbleibt, während das Flüssigkeitsvolumen durch die Poren des Filters tritt.For many diagnostic applications, the concentration of an analyte is too low to be detected. Therefore, the analyte must be concentrated in a first step, which is most easily achieved by filtration. A sample containing the analyte in a liquid is passed through a filter, with the analyte remaining on the filter as the volume of fluid passes through the pores of the filter.

Die zentrifugale Mikrofluidik bietet im Bereich der Medizintechnik und der Diagnostik viele Vorteile, wie beispielsweise die Miniaturisierung und die Automation von Laborschritten. Daher sind schon sehr viele Anwendungen auf zentrifugalen mikrofluidischen Plattformen umgesetzt worden, wobei diesbezüglich beispielsweise auf R. Gorkin, J. Park, J. Siegrist, M. Amasia, B. S. Lee, J. M. Park, J. Kim, H. Kim, M. Madou, und Y. K. Cho, „Centrifugal microfluidics for biomedical applications,” Lab Chip, Vol. 10, Nr. 14, S. 1758–1773, 2010 , verwiesen wird.Centrifugal microfluidics offers many advantages in the field of medical technology and diagnostics, such as the miniaturization and automation of laboratory steps. Therefore, many applications have been implemented on centrifugal microfluidic platforms, in this regard, for example R. Gorkin, J. Park, J. Siegrist, M. Amasia, BS Lee, JM Park, J. Kim, H. Kim, M. Madou, and YK Cho, "Centrifugal Microfluidics for Biomedical Applications," Lab Chip, Vol 10, No. 14, pp. 1758-1773, 2010 , is referenced.

Ferner sind Verfahren zur Trennung von Partikeln aus Flüssigkeiten auf einer zentrifugal mikrofluidischen Plattform bekannt. Beispielsweise wird dies erreicht, indem die Partikel in einer Kavität abzentrifugiert werden und der Überstand in die nächste radial weiter außen liegende Kavität überführt wird, wie bei A. LaCroix-Fralish, E. J. Templeton, E. D. Salin, und C. D. Skinner, ”A rapid prototyping technique for valves and filters in centrifugal microfluidic devices,” Lab Chip, Vol. 9, Nr. 21, S. 3151–3154, 2009 beschrieben ist. Dieses System setzt allerdings voraus, dass sich entweder die Partikel leicht abzentrifugieren lassen oder sehr hohe Rotationsfrequenzen eingesetzt werden.Furthermore, methods for separating particles from liquids on a centrifugal microfluidic platform are known. For example, this is achieved by centrifuging off the particles in one cavity and transferring the supernatant into the next radially outer cavity, as in US Pat A. LaCroix-Fralish, EJ Templeton, ED Salin, and CD Skinner, "A rapid prototyping technique for valves and filters in centrifugal microfluidic devices," Lab Chip, Vol. 9, No. 21, pp. 3151-3154, 2009 is described. However, this system requires that either the particles can easily be centrifuged off or very high rotational frequencies are used.

Durch Einbringen von Filtern in die Strukturen einer zentrifugal mikrofluidischen Plattform lassen sich makroskopische Filtrationsabläufe miniaturisiert nachbilden. So wurde beispielsweise durch Einbringen eines Filters in radialer Richtung eine Aufreinigung von Nukleinsäuren auf einer zentrifugal mikrofluidischen Plattform umgesetzt, wie bei M. Müller, D. Mark, M. Rombach, G. Roth, J. Hoffmann, R. Zengerle, und F. von Stetten, „On The Way to a Fully Integrated DNA-Purification System an a Standard Laboratory Centrifuge,” 2010, S. 405–407 , beschrieben ist. Hierbei stellt allerdings die Fertigung eine sehr große Herausforderung dar, weil der Filter dicht und ohne Bypässe integriert werden muss.By introducing filters into the structures of a centrifugal microfluidic platform, macroscopic filtration processes can be miniaturized. For example, by introducing a filter in the radial direction, a purification of nucleic acids on a centrifugal microfluidic platform was implemented, as in M.M., D.Mark, M.Rombach, G.Roth, J.Hofmann, R.Zengerle, and F. von Stetten, "On the Way to a Fully Integrated DNA Purification System to a Standard Laboratory Centrifuge," 2010 , Pp. 405-407 , is described. However, the production is a very big challenge, because the filter must be integrated tightly and without bypasses.

Eine Integration eines Filters in eine mikrofluidische Plattform ist ferner in der US 6,818,435 B2 beschrieben, die sich mit zellbasierten Untersuchungen befasst. Ein Fluidikmodul, wie es in der US 6,818,435 B2 beschrieben ist, ist in 9 gezeigt. Das Fluidikmodul weist eine obere Schicht 1000 und eine untere Schicht 1002 auf. Ein Einlasskanal 1004 ist in der oberen Oberfläche der oberen Schicht 1000 strukturiert und mündet in eine Zellkulturkammer 1006. In der Zellkulturkammer 1006 ist ein Filterelement 1008 unter Verwendung einer Dichtung 1010 angeordnet. In der oberen Oberfläche der unteren Schicht ist ein Auslasskanal 1012 gebildet. Der Filter 1008 ist somit in axialer Richtung der Plattform eingebracht. Dies bedeutet, dass der Filter in ein oder unter ein Durchloch durch den Träger integriert wird, wobei der Filter dicht in die Struktur eingebracht wird, indem die Öffnung zum Filter gegeben durch den Durchmesser des Durchlochs kleiner als die Filterfläche gestaltet werden kann. Bei der Prozessierung wird Flüssigkeit aus dem Einlasskanal 1004 durch das Durchloch und den Filter 1008 geleitet. Bei dieser Anordnung wird das Permeat mit der zweiten Schicht 1002 aufgefangen und durch den Auslasskanal 1012 abgeführt. Dieser mehrlagige Aufbau der zentrifugal mikrofluidischen Plattform, wie sie in der US 6,818,435 B2 offenbart ist, erhöht die Komplexität des Systems.An integration of a filter in a microfluidic platform is further in the US 6,818,435 B2 described, which deals with cell-based studies. A fluidic module, as in the US 6,818,435 B2 is described in is 9 shown. The fluidic module has an upper layer 1000 and a lower layer 1002 on. An inlet channel 1004 is in the upper surface of the upper layer 1000 structured and flows into a cell culture chamber 1006 , In the cell culture chamber 1006 is a filter element 1008 using a gasket 1010 arranged. In the upper surface of the lower layer is an outlet channel 1012 educated. The filter 1008 is thus introduced in the axial direction of the platform. This means that the filter is integrated into or under a through hole through the carrier, the filter being sealed into the structure by making the opening to the filter smaller than the filter surface by the diameter of the through hole. During processing, liquid from the inlet channel 1004 through the through hole and the filter 1008 directed. In this arrangement, the permeate becomes with the second layer 1002 caught and through the exhaust duct 1012 dissipated. This multilayer construction of the centrifugal microfluidic platform, as used in the US 6,818,435 B2 disclosed increases the complexity of the system.

Die Erfinder haben erkannt, dass bekannte Verfahren und Vorrichtungen zur Filtration aus unterschiedlichen Gründen nachteilig sind. Um Partikel aufzukonzentrieren, müssen diese sich leicht abzentrifugieren lassen oder es müssen hohe Rotationsfrequenzen eingesetzt werden. Werden Filter in radialer Richtung in eine mikrofluidische Struktur eingesetzt, besteht die Gefahr, dass diese undicht sind oder sich Bypässe bilden. Filter in radialer Richtung lassen sich nur durch erhöhte Komplexität des mikrofluidischen Systems dicht einbringen. Eine Einbringung der Filter in axialer Richtung erhöht ebenfalls die Komplexität eines mikrofluidischen Systems, da mehrere Lagen erforderlich sind, wie oben Bezug nehmend auf die US 6,818,435 B2 beschrieben wurde.The inventors have recognized that known methods and devices for filtration are disadvantageous for various reasons. To concentrate particles, they must be easy to spin off or high rotational frequencies must be used. If filters are inserted in a radial direction in a microfluidic structure, there is a risk that they are leaking or form bypasses. Filters in the radial direction can be densely introduced only by increased complexity of the microfluidic system. An introduction of the filters in the axial direction also increases the complexity of a microfluidic system, since multiple layers are required, as described above with reference to FIGS US 6,818,435 B2 has been described.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, ein Fluidikmodul für eine zentrifugale Filtration mit einem vereinfachten Aufbau sowie entsprechende Verfahren zum Filter einer Probe unter Verwendung eines solchen Fluidikmoduls zu schaffen.The object underlying the present invention is to provide a fluidic module for a centrifugal filtration with a simplified structure and corresponding method for filtering a sample using such a fluidic module.

Diese Aufgabe wird durch ein Fluidikmodul nach Anspruch 1 sowie Verfahren nach den Ansprüchen 16 und 17 gelöst.This object is achieved by a fluidic module according to claim 1 and the method according to claims 16 and 17.

Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen ein Fluidikmodul für eine zentrifugale Filtration, mit folgenden Merkmalen:
einem um eine Rotationsachse drehbaren plattenförmigen Träger, der eine erste Seite und eine der ersten Seite gegenüberliegende zweite Seite aufweist;
einer sich von der ersten Seite zu der zweiten Seite durch den Träger erstreckenden Durchgangsöffnung;
einem in der Durchgangsöffnung angeordneten oder durch die Durchgangsöffnung gebildeten Filter;
in die erste Seite des Trägers strukturierten ersten fluidischen Strukturen zum zentrifugalen Zuführen einer zu filtrierenden Probe zu dem Filter; und
in die zweite Seite des Trägers strukturierten zweiten fluidischen Strukturen zum Aufnehmen des beim Filtern der Probe erhaltenen Permeats oder zum zentrifugalen Abführen des beim Filtern der Probe erhaltenen Permeats weg von dem Filter.Embodiments of the invention provide a fluidic module for centrifugal filtration, having the following features:
a plate-shaped support rotatable about an axis of rotation and having a first side and a second side opposite the first side;
a through opening extending from the first side to the second side through the carrier;
a filter disposed in the through hole or formed through the through hole;
first fluidic structures structured in the first side of the carrier for centrifugally feeding a sample to be filtered to the filter; and
second fluidic structures structured in the second side of the support for receiving the permeate obtained in filtering the sample or for centrifugally removing the permeate obtained in filtering the sample away from the filter.

Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen ein Verfahren zum Filtern einer Probe unter Verwendung eines solchen Fluidikmoduls, das die Schritte des Einbringens einer Probe in die ersten fluidischen Strukturen und des Drehens des Fluidikmoduls, um die Probe durch die ersten fluidischen Strukturen, den Filter und die zweiten fluidischen Strukturen zu treiben.Embodiments of the invention provide a method of filtering a sample using such a fluidic module, including the steps of introducing a sample into the first fluidic structures and rotating the fluidic module, around the sample through the first fluidic structures, the filter, and the second fluidic structures to drive.

Ausführungsbeispiele der Erfindung beseitigen die gemäß dem Stand der Technik auftretenden Nachteile, indem ein Filter dicht in eine einfache mikrofluidische Struktur integriert ist. Dabei kann der Aufbau eines entsprechenden Fluidikmoduls dadurch vereinfacht werden, dass ein Filter axial in eine Durchgangsöffnung eingebracht ist, bzw. durch zumindest eine axiale Durchgangsöffnung gebildet ist, wobei nur noch eine strukturierte Lage erforderlich ist, was die Komplexität des Systems reduziert. Zu diesem Zweck wird ein Träger beidseitig strukturiert, indem die entsprechenden fluidischen Strukturen in die erste Seite und die zweite Seite des Trägers, bei denen es sich um Oberseite und Unterseite des Trägers handeln kann, strukturiert werden, was weitere Lagen überflüssig macht, da das Permeat auf der strukturierten Rückseite weitergeführt werden kann.Embodiments of the invention eliminate the disadvantages of the prior art by integrating a filter tightly into a simple microfluidic structure. In this case, the construction of a corresponding fluidic module can be simplified in that a filter is introduced axially into a passage opening, or is formed by at least one axial passage opening, whereby only a structured layer is required, which reduces the complexity of the system. For this purpose, a carrier is structured on both sides by structuring the corresponding fluidic structures in the first side and the second side of the carrier, which may be the top and bottom of the carrier, which makes additional layers superfluous, since the permeate can be continued on the structured back.

Unter axial ist dabei bei Ausführungsbeispielen eine Richtung parallel zur Rotationsachse gemeint, wobei die erste und die zweite Seite senkrecht zur Rotationsachse sind und in Richtung der Rotationsachse voneinander beabstandet sind. Bei alternativen Ausführungsbeispielen können die beiden Seiten auch parallel zur Rotationsachse verlaufen und azimuthal voneinander beabstandet sein.By axial is meant in embodiments a direction parallel to the axis of rotation, wherein the first and the second side are perpendicular to the axis of rotation and are spaced apart in the direction of the axis of rotation. In alternative embodiments, the two sides can also run parallel to the axis of rotation and be azimuthally spaced from each other.

Bei Ausführungsbeispielen weist das Fluidikmodul eine an der zweiten Seite des Trägers angebrachte Abdeckung auf, die die zweiten fluidischen Strukturen abdeckt. Bei Ausführungsbeispielen sind zumindest in der dem Träger zugewandten Seite der Abdeckung keine fluidischen Strukturen gebildet. In gleicher Weise kann das Fluidikmodul eine weitere, an der ersten Seite des Trägers angebrachte Abdeckung aufweisen. Bei Ausführungsbeispielen weist die weitere Abdeckung mit Ausnahme einer oder mehrerer Zuführungsöffnungen zum Zuführen einer Probe zu den ersten fluidischen Strukturen zumindest in der dem Träger zugewandten Seite keine fluidischen Strukturen auf. Somit ist es möglich, ein Fluidikmodul mit einem vereinfachten Aufbau herzustellen, da lediglich der Träger beidseitig strukturiert werden muss. Bei Ausführungsbeispielen kann dieser Träger einstückig ausgebildet sein.In embodiments, the fluidic module has a cover attached to the second side of the carrier covering the second fluidic structures. In embodiments, no fluidic structures are formed at least in the side of the cover facing the carrier. Likewise, the fluidic module may have another cover attached to the first side of the carrier. In exemplary embodiments, the further cover, with the exception of one or more feed openings for feeding a sample to the first fluidic structures, has no fluidic structures at least in the side facing the carrier. Thus, it is possible to produce a fluidic module with a simplified structure, since only the carrier must be structured on both sides. In embodiments, this carrier may be integrally formed.

Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung weist die Durchgangsöffnung eine Stufe zwischen einem Bereich mit größerem Querschnitt und einem Bereich mit kleinerem Querschnitt auf, wobei der Filter auf der Stufe angeordnet ist und den Bereich mit kleinerem Querschnitt abdeckt. Dadurch ist es möglich, den Filter dicht und ohne Bypässe in der Durchgangsöffnung anzuordnen.In embodiments of the invention, the through-hole has a step between a region of larger cross-section and a region of smaller cross-section, the filter being arranged on the step and covering the region of smaller cross-section. This makes it possible to arrange the filter tightly and without bypasses in the through hole.

Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung weist die Durchgangsöffnung eine oder mehrere Poren auf, die in dem Träger gebildet sind, wobei die eine oder mehreren Poren den Filter bilden. Bei solchen Ausführungsbeispielen ist der Durchmesser des einen oder der mehreren Durchgangslöcher so klein gewählt, dass die Partikel dadurch zurückgehalten werden, so dass auf ein extra eingebrachtes Filter verzichtet werden kann, da das mindesten eine Durchgangsloch die Aufgabe des Filters übernimmt.In embodiments of the invention, the through-opening has one or more pores formed in the carrier, the one or more pores forming the filter. In such embodiments, the diameter of the one or more through-holes is chosen to be small enough to retain the particles thereby eliminating the need for an extra filter since the at least one through-hole takes over the function of the filter.

Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung weisen die ersten fluidischen Strukturen eine Filterkammer, in der der Filter angeordnet ist, und einen Zuführkanal mit einem Auslassende, das in die Filterkammer mündet, auf. Eine der ersten Seite des Trägers zugewandte Oberfläche des Filters kann dabei tiefer in dem Träger angeordnet sein als die Auslassende des Zuführkanals, so dass zwischen dem Filter und der ersten Seite des Trägers ein freier Bereich der Filterkammer angeordnet ist. Dadurch ist es möglich, durch Zentrifugation eine Probe auf die Oberseite des Filters zuzuführen, wobei Permeat axial durch den Filter gelangt und Retentat durch die Zentrifugalkraft radial nach außen abgeleitet wird. Ausführungsbeispiele der Erfindung ermögliche somit eine Kombination zweier bekannter Filtermethoden, nämlich einer Dead-End-Filtration, bei der ein Filter in dem Flüssigkeitsstrom gehalten wird, und einer Cross-Flow-Filtration, bei der der Filter parallel zum Probenstrom (Flüssigkeitsstrom) gehalten wird. Bei solchen Ausführungsbeispielen der Erfindung ist der Filter parallel zum Probenstrom im Probenkanal und parallel zur angelegten Kraftrichtung angeordnet, da die Probe durch die Zentrifugalkraft nach außen geschleudert wird, was einer Anordnung einer Cross-Flow-Filtration entspricht. Ebenso wird die Probe aufgrund der Ausgestaltung des Fluidikmoduls und des hydrostatischen Drucks in axialer Richtung durch den Filter getrieben, so dass der Filter senkrecht zum Probenstrom in der Filterkammer angeordnet ist, wo der Probenstrom gemäß einer Dead-End-Filtration durch den Filter geleitet wird. In der Probe angeordnete Partikel, Bakterien oder Zellen können auf diese Weise effektiv aufkonzentriert werden, ohne den Filter zu verstopfen, was bei einer herkömmlichen Dead-End-Filtration ein großes Problem darstellt. Je länger nämlich mit einer solchen Dead-End-Filtration filtriert wird, desto mehr setzt sich der Filter zu. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann dies vermieden werden, da die Partikel, Bakterien oder Zellen seitlich vom Filter zentrifugiert werden können.In embodiments of the invention, the first fluidic structures comprise a filter chamber in which the filter is arranged and a feed channel with an outlet end which opens into the filter chamber. A surface of the filter facing the first side of the carrier can be arranged deeper in the carrier than the outlet end of the feed channel, so that a free region of the filter chamber is arranged between the filter and the first side of the carrier. This makes it possible to deliver by centrifugation a sample on the top of the filter, wherein permeate passes axially through the filter and retentate is derived by the centrifugal force radially outward. Embodiments of the invention thus allow a combination of two known filtering methods, namely a dead-end filtration, in which a filter is held in the liquid stream, and a cross-flow filtration, in which the filter is kept parallel to the sample stream (liquid stream). In such embodiments of the invention, the filter is arranged parallel to the sample stream in the sample channel and parallel to the applied force direction, as the sample is thrown outwards by the centrifugal force, which corresponds to an arrangement of cross-flow filtration. Likewise, due to the configuration of the fluidic module and the hydrostatic pressure, the sample is driven in the axial direction through the filter, so that the filter is perpendicular to the Sample stream is disposed in the filter chamber, where the sample stream is passed through the filter according to a dead-end filtration. In this way, particles, bacteria or cells arranged in the sample can be effectively concentrated without clogging the filter, which is a major problem in conventional dead-end filtration. The longer it is filtered with such a dead-end filtration, the more the filter sets. In embodiments of the invention, this can be avoided because the particles, bacteria or cells can be centrifuged laterally from the filter.

Bei Ausführungsbeispielen kann eine Retentatkammer zur Aufnahme eines durch eine Zentrifugation über den Filter radial nach außen bewegten Retentats an einer radialen äußeren Position der Filterkammer vorgesehen sein. Bei Ausführungsbeispielen kann der Zuführkanal an einer radial inneren Position in die Filterkammer münden. Beispielsweise kann die Filterkammer einen im Wesentlichen kreisförmigen Umfang aufweisen und die Retentatkammer kann durch eine sich radial nach außen erstreckende Ausbuchtung in dem radial äußersten Abschnitt der kreisförmigen Filterkammer gebildet sein. Bei Ausführungsbeispielen kann der Zuführkanal an einer radial äußeren Position derselben in die Filterkammer mündet, wobei ein Abschnitt des Zuführkanals oder eine Ausbuchtung des Zuführkanals die Retentatkammer darstellt. Die Retentatkammer kann in die erste Seite des Trägers strukturiert sein. Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen ein Verfahren zum Filtern einer Probe unter Verwendung eines Fluidikmoduls, das eine entsprechende Retentatkammer aufweist, mit den Schritten des Einbringens einer Probe in die ersten fluidischen Strukturen und des Drehens des Fluidikmoduls, um die Probe durch die ersten fluidischen Strukturen, den Filter und die zweiten fluidischen Strukturen zu treiben, wobei aus der Probe gefiltertes Retentat durch die bei der Drehung auftretende Zentrifugalkraft in der Retentatkammer gesammelt wird.In embodiments, a retentate chamber may be provided for receiving a retentate moved radially outward by centrifugation over the filter at a radially outer position of the filter chamber. In embodiments, the feed channel may open at a radially inner position into the filter chamber. For example, the filter chamber may have a substantially circular circumference and the retentate chamber may be formed by a radially outwardly extending recess in the radially outermost portion of the circular filter chamber. In embodiments, the feed channel may open at a radially outer position thereof into the filter chamber, with a portion of the feed channel or a recess of the feed channel forming the retentate chamber. The retentate chamber may be structured in the first side of the carrier. Embodiments of the invention provide a method of filtering a sample using a fluidic module having a corresponding retentate chamber, comprising the steps of introducing a sample into the first fluidic structures and rotating the fluidic module to move the sample through the first fluidic structures, the filter and propelling the second fluidic structures, wherein retentate filtered from the sample is collected in the retentate chamber by the centrifugal force occurring during the rotation.

Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung weisen die ersten fluidischen Strukturen ferner eine Einlasskammer auf, wobei ein Einlassende des Zuführkanals mit der Einlasskammer fluidisch verbunden ist. Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen somit auf einfache Weise ein Einbringen einer Probe in die ersten fluidischen Strukturen mittels der Einlasskammer. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Einlasskammer ringförmig um die Rotationsachse ausgebildet sein, so dass bei einer Drehung des Trägers kontinuierlich eine Probe in die Einlasskammer zuführbar ist. Bei solchen Ausführungsbeispielen können die zweiten fluidischen Strukturen zumindest einen Abführkanal mit einem Einlassende, das mit der Durchgangsöffnung fluidisch verbunden ist, und einem Auslassende, das nach außen mündet, aufweisen. Somit ist es möglich, bei einer Drehung des Trägers kontinuierlich eine Probe in die Einlasskammer zuzuführen und über den zumindest einen Abführkanal abzuführen.In embodiments of the invention, the first fluidic structures further include an inlet chamber, wherein an inlet end of the supply channel is fluidically connected to the inlet chamber. Embodiments of the invention thus provide a simple way of introducing a sample into the first fluidic structures by means of the inlet chamber. In embodiments of the invention, the inlet chamber may be formed annularly about the axis of rotation, so that upon rotation of the carrier, a sample is continuously fed into the inlet chamber. In such embodiments, the second fluidic structures may include at least one discharge channel having an inlet end fluidly connected to the passage opening and an outlet end opening outward. Thus, it is possible to continuously feed a sample into the inlet chamber during a rotation of the carrier and to discharge it via the at least one discharge channel.

Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung können die zweiten fluidischen Strukturen einen Abführkanal mit einem Einlassende, das mit der Durchgangsöffnung fluidisch verbunden ist, und einem Auslassende, das mit einer Auslasskammer, die in die zweite Seite des Trägers strukturiert ist, fluidisch verbunden ist oder nach außen mündet, aufweisen.In embodiments of the invention, the second fluidic structures may include a discharge channel having an inlet end fluidly connected to the passage opening, and an outlet end fluidly connected to or opening to an outlet chamber structured in the second side of the carrier, exhibit.

Ausführungsbeispiele der Erfindung ermöglichen, dass sowohl das Retentat, das durch den Filter zurückgehalten wird, als auch das Permeat, das den Filter passiert, weiterverwendet werden. Beispielsweise können Partikel durch den Filter aus der Probe entfernt werden, wobei das partikelfreie Permeat weiterverarbeitet werden kann. Bei anderen Anwendungen kann beispielsweise eine Aufkonzentration von Zellen erwünscht sein, wobei dann mit dem Retentat, das die Zellen enthält, weitergearbeitet werden kann.Embodiments of the invention allow both the retentate retained by the filter and the permeate that passes through the filter to continue to be used. For example, particles can be removed from the sample through the filter, whereby the particle-free permeate can be further processed. In other applications, for example, a concentration of cells may be desired, which may then be continued with the retentate containing the cells.

Ausführungsbeispiele der Erfindung ermöglichen somit eine einfache Methode zur Filtration und Aufkonzentration in einem zentrifugalen mikrofluidischen System beziehungsweise einem mikrofluidischen Modul. Dabei erlaubt die beidseitige Strukturierung des Trägers, der auch als Plattform bezeichnet werden kann, ein dichtes Einbringen des Filters ohne Bypässe. Weiterhin ist nur eine strukturierte Schicht beziehungsweise Lage notwendig, was die Komplexität des Systems reduziert. Daneben ermöglichen Ausführungsbeispiele der Erfindung einen neuartigen Filtrationsmodus.Embodiments of the invention thus enable a simple method for filtration and concentration in a centrifugal microfluidic system or a microfluidic module. The two-sided structuring of the carrier, which can also be referred to as a platform, permits a tight introduction of the filter without bypasses. Furthermore, only a structured layer or layer is necessary, which reduces the complexity of the system. In addition, embodiments of the invention enable a novel filtration mode.

Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen somit eine beidseitig strukturierte zentrifugal mikrofluidische Plattform zur Filtration mittels eines oder mehrerer in die Plattform integrierter poröser Medien, wobei die Probe von einer Seite der Plattform zu dem einen oder den mehreren porösen Medien geführt wird und das Permeat auf die andere Seite übertritt. Ausführungsbeispiele schaffen eine entsprechende strukturierte zentrifugal mikrofluidische Plattform, bei der die Probe auf zwei oder mehr poröse Medien aufgeteilt werden kann. Bei Ausführungsbeispielen einer solchen strukturierten zentrifugal mikrofluidischen Plattform kann die Probe kontinuierlich zugeführt werden.Embodiments of the invention thus provide a bilaterally structured centrifugal microfluidic platform for filtration by means of one or more porous media integrated in the platform, the sample being guided from one side of the platform to the one or more porous media and the permeate passing to the other side , Embodiments provide a corresponding structured centrifugal microfluidic platform in which the sample can be divided into two or more porous media. In embodiments of such a structured centrifugal microfluidic platform, the sample may be continuously supplied.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the invention are explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:

1 eine schematische Querschnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Fluidikmoduls; 1 a schematic cross-sectional view of an embodiment of a fluidic module;

2 eine schematische Querschnittdarstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Fluidikmoduls; 2 a schematic cross-sectional view of another embodiment of a fluidic module;

3a bis 3c eine schematische Draufsicht, eine perspektivische Schnittdarstellung und eine Querschnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels eines Fluidikmoduls; 3a to 3c a schematic plan view, a perspective sectional view and a cross-sectional view of an embodiment of a fluidic module;

4a bis 4c schematische Darstellungen zur Erläuterung des Betriebs eines Ausführungsbeispiels eines Fluidikmoduls; 4a to 4c schematic representations for explaining the operation of an embodiment of a fluidic module;

5 eine perspektivische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines Fluidikmoduls mit einer ringförmigen Einlasskammer; 5 a top perspective view of an embodiment of a fluidic module with an annular inlet chamber;

6 eine schematische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines Fluidikmoduls mit Retentatkammern; 6 a schematic plan view of an embodiment of a fluidic module with retentate chambers;

7 eine vergrößerte Darstellung eines Abschnitts von 6; 7 an enlarged view of a section of 6 ;

8 eine schematische perspektivische Darstellung eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Fluidikmoduls; und 8th a schematic perspective view of an alternative embodiment of a fluidic module; and

9 eine Querschnittansicht einer bekannten zentrifugal mikrofluidischen Plattform. 9 a cross-sectional view of a known centrifugal microfluidic platform.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf ein Fluidikmodul, das einen um eine Rotationsachse drehbaren plattenförmigen Träger aufweist. Das Fluidikmodul kann dabei als ein Rotationskörper ausgebildet sein, der mittels einer Antriebsvorrichtung, beispielsweise einer herkömmlichen Zentrifuge in Rotation versetzt werden kann. Bei Ausführungsbeispielen kann die Rotationsachse mittig durch das Fluidikmodul verlaufen. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann das Fluidikmodul als ein Einsatz ausgebildet sein, das in einen Rotor einsetzbar ist, so dass der plattenförmige Träger des Fluidikmoduls um eine Rotationsachse, die außerhalb des Fluidikmoduls verläuft, drehbar ist. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung können auf beiden Seiten des Trägers Abdeckungen vorgesehen sein, wobei zumindest die auf der zweiten Seite des Trägers vorgesehene Abdeckung unstrukturiert sein kann, während in der auf der ersten Seite des Trägers vorgesehenen Abdeckung Öffnungen zum Zuführen einer Probe vorgesehen sein können.Embodiments of the present invention relate to a fluidic module having a plate-shaped carrier rotatable about an axis of rotation. The fluidic module can be designed as a rotational body, which can be set in rotation by means of a drive device, for example a conventional centrifuge. In embodiments, the axis of rotation may run centrally through the fluidic module. In alternative embodiments, the fluidic module may be formed as an insert insertable into a rotor such that the plate-shaped carrier of the fluidic module is rotatable about an axis of rotation that extends outside the fluidic module. In embodiments of the invention, covers may be provided on both sides of the carrier, wherein at least the cover provided on the second side of the carrier may be unstructured, while in the cover provided on the first side of the carrier openings may be provided for feeding a sample.

Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung können der Träger und die Abdeckungen aus einem beliebigen geeigneten Material, beispielsweise einem Kunststoff, wie PMMA (Polymethylmethacrylat), Polycarbonat, PVC (Polyvinylchlorid) oder PDMS (Polydimethylsiloxan), Glas, Halbleiter oder dergleichen bestehen. Das Fluidikmodul kann als eine zentrifugal mikrofluidische Plattform betrachtet werden.In embodiments of the invention, the support and covers may be made of any suitable material, for example a plastic such as PMMA (polymethyl methacrylate), polycarbonate, PVC (polyvinylchloride) or PDMS (polydimethylsiloxane), glass, semiconductors or the like. The fluidic module may be considered as a centrifugal microfluidic platform.

1 zeigt eine schematische Querschnittansicht eines Fluidikmoduls, das entweder als ein Rotationskörper oder als ein Einsatz für einen Rotor ausgebildet sein kann, wobei das Fluidikmodul einen plattenförmigen Träger 10 aufweist, der um eine Rotationsachse 12 drehbar ist. In 1 ist lediglich der zur Erläuterung der Fluidikstrukturen relevante Teil des plattenförmigen Trägers dargestellt, so dass der Träger links abgeschnitten ist. Der Träger 10 weist eine erste Seite 14 und eine zweite Seite 16 auf. Eine Durchgangsöffnung 18 erstreckt sich von der ersten Seite 14 zu der zweiten Seite 16 durch den Träger 10. Erste fluidische Strukturen 20 sind in die erste Seite 14 des Träges 10 strukturiert, und zweite fluidische Strukturen 22 sind in die zweite Seite 16 des Trägers 10 strukturiert. In der Durchgangsöffnung 18 ist ein Filter 24 angeordnet. Die ersten fluidischen Strukturen 20 dienen zum Zuführen einer zu filtrierenden Probe zu dem Filter 24 und die zweiten fluidischen Strukturen 22 dienen zum Abführen des beim Filtern der Probe erhaltenen Permeats weg von dem Filter. Bei alternativen Ausführungsbeispielen dienen die zweiten fluidischen Strukturen lediglich zum Aufnehmen des Permeats und nicht zum Abführen desselben. 1 shows a schematic cross-sectional view of a fluidic module, which may be formed either as a rotary body or as an insert for a rotor, wherein the fluidic module is a plate-shaped carrier 10 which is about an axis of rotation 12 is rotatable. In 1 only the part of the plate-shaped carrier which is relevant for explaining the fluidic structures is shown, so that the carrier is cut off on the left. The carrier 10 has a first page 14 and a second page 16 on. A passage opening 18 extends from the first page 14 to the second page 16 through the carrier 10 , First fluidic structures 20 are in the first page 14 of the carrier 10 structured, and second fluidic structures 22 are in the second page 16 of the carrier 10 structured. In the passage opening 18 is a filter 24 arranged. The first fluidic structures 20 serve to supply a sample to be filtered to the filter 24 and the second fluidic structures 22 serve to remove the permeate obtained in filtering the sample away from the filter. In alternative embodiments, the second fluidic structures merely serve to receive the permeate and not to remove it.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die ersten fluidischen Strukturen 20 eine Einlasskammer 30, eine Filterkammer 32 und einen Zuführkanal 34 auf, der die Einlasskammer 30 und die Filterkammer 32 fluidisch verbindet. Die zweiten fluidischen Strukturen 22 weisen bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Abführkanal 36 und eine Permeatkammer 38 auf. Die Einlasskammer 30, die Filterkammer 32 und die Permeatkammer 38 sind radial unterschiedlich weit von der Drehachse 12 positioniert, so dass sich die Einlasskammer 30 näher an der Drehachse befindet als die Filterkammer 32 und die Filterkammer 32 näher an der Drehachse als die Permeatkammer 38. Die beiden mikrofluidischen Kanäle 34 und 36 verbinden die drei Kammern, so dass durch eine Drehung des Trägers 10 um die Rotationsachse 12 durch eine entsprechende Zentrifugalkraft eine Probe aus der Einlasskammer 30 durch den Zuführkanal 34 in die Filterkammer 32, durch den Filter 24 und über den Abführkanal 36 in die Permeatkammer 38 gelangen kann.In the embodiment shown, the first fluidic structures 20 an inlet chamber 30 , a filter chamber 32 and a feed channel 34 on top of the inlet chamber 30 and the filter chamber 32 fluidly connects. The second fluidic structures 22 have in the embodiment shown a discharge channel 36 and a permeate chamber 38 on. The inlet chamber 30 , the filter chamber 32 and the permeate chamber 38 are radially different from the axis of rotation 12 positioned so that the inlet chamber 30 closer to the axis of rotation than the filter chamber 32 and the filter chamber 32 closer to the axis of rotation than the permeate chamber 38 , The two microfluidic channels 34 and 36 connect the three chambers, so by turning the carrier 10 around the axis of rotation 12 by a corresponding centrifugal force, a sample from the inlet chamber 30 through the feed channel 34 in the filter chamber 32 , through the filter 24 and over the discharge channel 36 into the permeate chamber 38 can get.

Besonders bei dieser mikrofluidischen Struktur, wie sie in 1 gezeigt ist, ist, dass beide Seiten des zentrifugalen mikrofluidischen Trägers strukturiert sind. Die Einlasskammer 30 und der Zuführkanal 34 befinden sich auf der ersten Seite beziehungsweise Oberseite 14 des Trägers und der Abführkanal 36 und die Permeatkammer 38 befinden sich auf der zweiten Seite beziehungsweise Unterseite 16 des Trägers. Das Durchgangsloch 18 verbindet die Oberseite mit der Unterseite, wobei die Filterkammer 32 einen Teil des Durchgangslochs darstellt. Durch dieses Durchgangsloch lässt sich der Filter 24 dicht und ohne Bypässe einbringen, da das Durchgangsloch 18 kleiner als die Filterfläche gewählt werden kann. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann der Filter ferner über oder unter dem mindestens einen Durchgangsloch fest mit dem Träger verbunden werden, beispielsweise durch einen Bondprozess, wie ein thermisches, adhesives, Ultraschall-, Laser- oder Lösemittel-Bonden.Especially with this microfluidic structure, as in 1 is shown that both sides of the centrifugal microfluidic carrier are structured. The inlet chamber 30 and the feed channel 34 are on the first page or top 14 the carrier and the discharge channel 36 and the permeate chamber 38 are on the second page or bottom 16 of the carrier. The through hole 18 connects the Top with the bottom, the filter chamber 32 represents a part of the through hole. Through this through hole can be the filter 24 Insert tightly and without bypasses, as the through hole 18 smaller than the filter area can be selected. In embodiments of the invention, the filter may further be fixedly connected to the carrier above or below the at least one through-hole, for example by a bonding process such as thermal, adhesive, ultrasonic, laser or solvent bonding.

Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Filter in einem Durchgangsloch in dem Träger vorgesehen. Bei alternativen Ausführungsbeispielen können mehrere Durchgangslöcher parallel vorgesehen sein. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann der Durchmesser des mindestens einen Durchgangsloches so klein gewählt werden, dass das Durchgangsloch als Pore agiert und Partikel in der Probe zurückhalten kann. In diesem Fall kann auf einen extra eingebrachten Filter verzichtet werden, da das mindestens eine Durchgangsloch die Aufgabe des Filters übernimmt.At the in 1 In the embodiment shown, the filter is provided in a through hole in the carrier. In alternative embodiments, multiple through holes may be provided in parallel. In alternative embodiments, the diameter of the at least one through-hole may be chosen to be so small that the through-hole acts as a pore and can retain particles in the sample. In this case, can be dispensed with an extra filter introduced, since the at least one through hole takes over the task of the filter.

Durch Rotieren des Trägers 10 wird eine Probe, die sich in der Einlasskammer 30 befindet, aufgrund der Zentrifugalkraft nach außen durch den Zuführkanal 34 in die Filterkammer 32 bewegt. In der Filterkammer passiert die Probe aufgrund des durch die Zentrifugalkraft erzeugten hydrostatischen Drucks (möglicherweise unterstützt durch die Gravitationskraft, wenn die erste Seite 14 die Oberseite des Trägers ist) den Filter 24 und wechselt von der Oberseite 14 auf die Unterseite 16 des Trägers 10. Beim Passieren des Filters 24 wird die Probe gefiltert, so dass Partikel und Bestandteile der Probe, die größer sind als der Durchmesser von Filterporen des Filters, auf dem Filter verbleiben und in der Filterkammer 32 aufkonzentriert werden. Auf der Unterseite des Trägers 10 beziehungsweise der Plattform wird das Permeat durch den Abführkanal beziehungsweise Permeatkanal 36 in die Permeatkammer 38 geleitet.By rotating the carrier 10 will be a sample that is in the inlet chamber 30 is due to the centrifugal force out through the feed channel 34 in the filter chamber 32 emotional. In the filter chamber, the sample passes through the hydrostatic pressure generated by the centrifugal force (possibly supported by the gravitational force when the first side 14 the top of the vehicle is) the filter 24 and changes from the top 14 on the bottom 16 of the carrier 10 , When passing the filter 24 the sample is filtered so that particles and components of the sample that are larger than the diameter of filter pores of the filter remain on the filter and in the filter chamber 32 be concentrated. On the underside of the carrier 10 or the platform becomes the permeate through the discharge channel or permeate channel 36 into the permeate chamber 38 directed.

2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Fluidikmoduls mit einem Träger 10, wie er oben Bezug nehmend auf 1 beschrieben wurde. Wie in 2 gezeigt ist, ist eine Abdeckung 40 auf der zweiten Seite 16 des Trägers 10 vorgesehen, die den Abführkanal 36 und die Permeatkammer 38 abdeckt. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung ist die Abdeckung 40 eine unstrukturierte Platte. Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist ferner auf der ersten Seite 14 des Trägers 10 eine weitere Abdeckung 42 vorgesehen, die die fluidischen Strukturen, die in die erste Seite 14 strukturiert sind, das heißt die Kammern 30 und 32 und den Kanal 34, abdeckt. Eine Probenzuführungsöffnung 44 kann in der Abdeckung 42 vorgesehen sein. 2 shows an embodiment of a fluidic module with a carrier 10 as he refers to above 1 has been described. As in 2 is shown is a cover 40 on the second page 16 of the carrier 10 provided, which is the discharge channel 36 and the permeate chamber 38 covers. In embodiments of the invention, the cover 40 an unstructured plate. At the in 2 The embodiment shown is also on the first page 14 of the carrier 10 another cover 42 provided the fluidic structures in the first page 14 are structured, that is, the chambers 30 and 32 and the channel 34 , covers. A sample feed opening 44 can in the cover 42 be provided.

Die drei Kammern, das heißt die Einlasskammer 30, die Filterkammer 32 und die Permeatkammer 38 können bezüglich der Rotationsachse 12 radial auf einer Linie angeordnet sein. Bei einer solchen Anordnung entfaltet die Zentrifugalkraft ihre maximale Wirkung und bewegt die Probe wie oben beschrieben von der Einlasskammer durch den Filter in der Filterkammer in die Permeatkammer.The three chambers, that is the inlet chamber 30 , the filter chamber 32 and the permeate chamber 38 can with respect to the rotation axis 12 be arranged radially on a line. With such an arrangement, the centrifugal force exerts its maximum effect and moves the sample from the inlet chamber through the filter in the filter chamber into the permeate chamber as described above.

Ein Ausführungsbeispiel eines Fluidikmoduls, das vier mikrofluidische Strukturen aufweist, die jeweils eine zentrifugale Filtration ermöglichen, wird nun Bezug nehmend auf die 3a bis 4c beschrieben.An embodiment of a fluidic module having four microfluidic structures each allowing for centrifugal filtration will now be described with reference to FIGS 3a to 4c described.

In den Figuren werden für gleiche Elemente, beispielsweise Einlasskammer oder Zuführkanal, gleiche Bezugszeichen verwendet, auch wenn diese Elemente in den verschiedenen Ausführungsbeispielen unterschiedliche Formen aufweisen können.In the figures, like reference numerals are used for like elements, for example inlet chamber or feed channel, although these elements may have different shapes in the various embodiments.

3a zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Träger 10a, in dessen Oberseite vier Einlasskammern 30, vier Zuführkanäle 34 und vier Filterkammern 32 strukturiert sind. Den jeweiligen Filterkammern 32 bilden einen Teil jeweiliger Durchgangsöffnungen 18, die sich von der Oberseite 14 des Trägers 10a zur Unterseite 16 desselben erstrecken und die konzentrisch mit den Filterkammern angeordnet sind. Eine jeweilige Filterkammer 32 definiert somit einen Bereich der Durchgangsöffnung 18 mit einem größerem Querschnitt, wobei zwischen diesem Bereich und einem Bereich der Durchgangsöffnung mit kleinerem Querschnitt eine Stufe 50 angeordnet ist. 3a shows a schematic plan view of a carrier 10a , in whose top four inlet chambers 30 , four feed channels 34 and four filter chambers 32 are structured. The respective filter chambers 32 form a part of respective passage openings 18 that are different from the top 14 of the carrier 10a to the bottom 16 extend the same and which are arranged concentrically with the filter chambers. A respective filter chamber 32 thus defines a region of the passage opening 18 with a larger cross section, wherein between this area and a portion of the passage opening with a smaller cross section, a step 50 is arranged.

In die Unterseite 16 des Trägers 10a sind für jede der vier mikrofluidischen Strukturen ein Abführkanal 36 und eine Permeatkammer 38 vorgesehen. Ferner ist in der Mitte des Trägers 10a eine kreisförmige Öffnung 52 vorgesehen, die zum Anbringen des Fluidikmoduls auf einer Zentrifuge dienen kann und durch die die Rotationsachse 12 des Fluidikmoduls verläuft.In the bottom 16 of the carrier 10a For each of the four microfluidic structures, a discharge channel 36 and a permeate chamber 38 intended. Further, in the middle of the carrier 10a a circular opening 52 provided, which can serve for mounting the fluidic module on a centrifuge and through which the axis of rotation 12 of the fluidic module runs.

In den 3a bis 3c ist zu Darstellungszwecken kein Filter in den jeweiligen Filterkammern angeordnet. In den 4a bis 4c ist der Filter 24 in den Filterkammern 32 dargestellt. Der Filter 24 ist als scheibenförmiger Filter ausgebildet, liegt auf der Stufe 50 auf und überdeckt beziehungsweise den Bereich mit kleinerem Querschnitt des Durchganglochs 18. Somit kann der Filter dicht und ohne Bypass (Umgehungsmöglichkeit) zwischen der Oberseite 14 und der Unterseite 16 des Trägers 10a angeordnet sein.In the 3a to 3c For illustration purposes, no filter is arranged in the respective filter chambers. In the 4a to 4c is the filter 24 in the filter chambers 32 shown. The filter 24 is designed as a disc-shaped filter, lies on the stage 50 on and covers or the area with a smaller cross-section of the passage hole 18 , Thus, the filter can be tight and without bypass (bypass) between the top 14 and the bottom 16 of the carrier 10a be arranged.

Eine Prozessierungsrichtung ist in den 3a bis 3c und 4c durch jeweilige Pfeile, die mit 1., 2. und 3. bezeichnet sind, angezeigt.One processing direction is in the 3a to 3c and 4c indicated by respective arrows labeled 1, 2 and 3.

Wie in den 3b und 4b angedeutet ist, verläuft die Rotationsachse 12 senkrecht zu der ersten und zweiten Seite des Trägers 10a durch die Öffnung 52. Die Oberseite und die Unterseite des Trägers liegen sich somit in axialer Richtung gegenüber, und die Durchgangsöffnungen 18 erstrecken sich in axialer Richtung. Eine Drehung um die Rotationsachse 12 bewirkt eine Zentrifugalkraft 60, wie in 4c gezeigt ist. Durch diese Zentrifugalkraft wird eine Probe aus der Einlasskammer 30 durch den Zufuhrkanal 34, in die Filterkammer 32, durch den Filter 24, durch den Abführkanal 36 und in die Permeatkammer 38 getrieben, wie durch jeweilige Pfeile in den 3a bis 3c und 4c, die mit 1., 2. und 3. nummeriert sind, angezeigt ist. 4c stellt dabei eine vergrößerte Darstellung des Abschnitts A von 4b dar. As in the 3b and 4b is indicated, the axis of rotation runs 12 perpendicular to the first and second sides of the carrier 10a through the opening 52 , The top and the bottom of the carrier are thus opposite in the axial direction, and the through holes 18 extend in the axial direction. A rotation about the axis of rotation 12 causes a centrifugal force 60 , as in 4c is shown. Due to this centrifugal force, a sample from the inlet chamber 30 through the feed channel 34 , in the filter chamber 32 , through the filter 24 , through the discharge channel 36 and into the permeate chamber 38 driven as indicated by respective arrows in the 3a to 3c and 4c , which are numbered with 1st, 2nd and 3rd, is displayed. 4c represents an enlarged view of the section A of 4b represents.

Wie oben ausgeführt wurde, ermöglicht die Stufe in der Filterkammer das Einlegen eines Filters oder eines porösen Mediums. Der Zuführkanal 34, der die Verbindung zwischen Einlasskammer 30 und Filterkammer 32 bildet, kann so dimensioniert sein, dass die Probe von oben auf den eingelegten Filter 24 beziehungsweise das eingelegte poröse Medium geleitet wird. Genauer gesagt kann die Tiefe des Zuführkanals 34 so gewählt werden, dass die der ersten Seite des Trägers zugewandte Oberfläche des Filters 24 tiefer in dem Träger angeordnet ist als ein Auslassende 34a des Zuführkanals 34, das in die Filterkammer 32 mündet. Zwischen der Oberseite des Filters 24 und der Oberseite des Trägers 10a ist somit ein freier Bereich der Filterkammer angeordnet, in den die Probe gelangen kann. Die Tiefe des Probenkanals ist also so gewählt, dass gewährleistet wird, dass die Probe von oben, und nicht seitlich, auf den Filter aufgebracht wird.As stated above, the step in the filter chamber allows the insertion of a filter or a porous medium. The feed channel 34 that connects the inlet chamber 30 and filter chamber 32 can be dimensioned so that the sample from the top of the inserted filter 24 or the inserted porous medium is passed. More specifically, the depth of the feed channel 34 be chosen so that the first side of the wearer facing surface of the filter 24 is disposed deeper in the carrier than an outlet end 34a of the feed channel 34 in the filter chamber 32 empties. Between the top of the filter 24 and the top of the vehicle 10a Thus, a free area of the filter chamber is arranged, in which the sample can get. The depth of the sample channel is thus chosen so as to ensure that the sample is applied to the filter from above, not laterally.

Eine schematische Draufsicht eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Fluidikmoduls, bei dem eine ringförmige Einlasskammer 70 in einem Trägerkörper 10b vorgesehen ist, ist in 5 gezeigt. Genauer gesagt ist bei dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel eine Einlasskammer 70 mit einer im Wesentlichen rechteckigen äußeren Umfangsform die Mitte des Trägerkörpers 10b umgebend vorgesehen. In der Mitte des Rotationskörpers 10b ist wiederum die Rotationsachse gebildet. Jeweils radial äußere Abschnitte der Einlasskammer 70 sind über Zuführkanäle 34 mit Filterkammern 32 verbunden. In den Filterkammern 32 können, wie oben erläutert wurde, Filter 24 angeordnet sein. In der Unterseite des Trägerkörpers 10b vorgesehene Abführkanäle 36 sind in 5 gestrichelt dargestellt. Die Abführkanäle 36 sind konfiguriert, um das Permeat nach der Filterung nach außen, das heißt von dem Trägerkörper und dem Fluidikmodul weg, abzugeben, wie durch Zeile 72 in 5 gezeigt ist.A schematic plan view of an alternative embodiment of a fluidic module, wherein an annular inlet chamber 70 in a carrier body 10b is provided is in 5 shown. More specifically, at the in 5 shown embodiment, an inlet chamber 70 with a substantially rectangular outer peripheral shape, the center of the carrier body 10b surrounding provided. In the middle of the rotation body 10b in turn, the axis of rotation is formed. Respective radially outer portions of the inlet chamber 70 are via feed channels 34 with filter chambers 32 connected. In the filter chambers 32 can, as explained above, filters 24 be arranged. In the bottom of the carrier body 10b provided discharge channels 36 are in 5 shown in dashed lines. The discharge channels 36 are configured to discharge the permeate after filtering outwardly, that is, away from the carrier body and the fluidic module, as by line 72 in 5 is shown.

Bei dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel ist somit eine ringförmig ausgelegte Einlasskammer vorgesehen, die über vier Zuführungskanäle mit vier Filterkammern auf der Oberseite des Trägerkörpers 10b verbunden ist. Durch die symmetrische Anordnung kann die Probe gleichmäßig auf die vier Filterkammern verteilt werden. Die Abführkanäle 36, die auch als Permeatkanäle bezeichnet werden können, auf der unteren Seite der Plattform, können das Permeat nach außen von der Plattform in einen Sammelbehälter führen. Die Prozessierungsrichtung ist in 5 wiederum durch entsprechende Pfeile, die mit 1. bis 4. nummeriert sind, angezeigt. Zunächst gelangt eine Probe in die Einlasskammer 1, danach wird die Probe über die vier Zuführkanäle in die Filterkammern aufgeteilt, gelangt durch die Filter und wird schließlich über die Abführkanäle 36 in den Sammelbehälter abgeführt.At the in 5 In the embodiment shown, an inlet chamber of annular design is thus provided, which has four supply channels with four filter chambers on the upper side of the carrier body 10b connected is. Due to the symmetrical arrangement, the sample can be evenly distributed to the four filter chambers. The discharge channels 36 , which may also be referred to as permeate channels, on the lower side of the platform, may direct the permeate outwardly from the platform into a sump. The processing direction is in 5 again indicated by corresponding arrows numbered 1 through 4. First, a sample enters the inlet chamber 1 After that, the sample is divided into the filter chambers via the four feed channels, passes through the filters and finally passes through the discharge channels 36 discharged into the collection container.

Durch die ringförmige Ausgestaltung der Einlasskammer 70 können auch größere Probenvolumina auf der Plattform prozessiert werden. Ein kontinuierlicher Probenauftrag, wie er beispielsweise aus S. Haeberle, T. Brenner, H. P. Schlosser, R. Zengerle, und J. Ducree, ”Centrifugal micromixer,” Chem. Eng. Tech., Vol. 28, Nr. 5, S. 613–616, Mai 2005 bekannt ist, ermöglicht die Aufkonzentrierung von theoretisch unbegrenzt großen Probenvolumina. Da es bei großen Probenvolumina jedoch schwierig sein kann, das Permeat auf der Plattform aufzufangen, wird das Permeat bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel nach dem Prinzip eines Rotationsbeschichters von der Plattform radial nach außen geschleudert und in einem externen Gefäß gesammelt. Das Einbringen von zwei oder mehr Zuführkanälen als Verbindung der Einlasskammer mit der Filterkammer erlaubt zwei oder mehr Filterkammern auf der Plattform zu integrieren. Gleichzeitig wird hierdurch ein Verteilen der Probe aus der Einlasskammer auf die zwei oder mehr Filterkammern ermöglicht.Due to the annular configuration of the inlet chamber 70 Even larger sample volumes can be processed on the platform. A continuous sample application, such as for example S. Haeberle, T. Brenner, HP Schlosser, R. Zengerle, and J. Ducree, "Centrifugal micromixer," Chem. Eng. Tech., Vol. 28, No. 5, pp. 613-616, May 2005 is known, allows the concentration of theoretically unlimited sample volumes. However, since large sample volumes may make it difficult to trap the permeate on the platform, in the embodiment shown, the permeate is spun radially outward from the platform and collected in an external vessel according to the principle of a spin coater. The introduction of two or more feed channels connecting the inlet chamber to the filter chamber allows two or more filter chambers to be integrated on the platform. At the same time, this makes it possible to distribute the sample from the inlet chamber to the two or more filter chambers.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Fluidikmoduls mit einem Trägerkörper 10c wird nachfolgend Bezug nehmend auf die 6 und 7 beschrieben. Der Träger 10c entspricht im Wesentlichen dem Träger 10b gemäß dem in 5 gezeigten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme, dass an radial äußeren Enden der Filterkammern Retentatkammern 80 vorgesehen sind. Die Retentatkammern 80 sind bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel an den radial äußersten Enden der kreisförmigen Filterkammern 32 in die Oberseite des Trägerkörpers 10c strukturiert, wie am besten in 7 zu sehen ist. An dieser Stelle sei angemerkt, dass aus Darstellungsgründen in den 5 bis 7 der Filter jeweils nicht dargestellt ist. In 7 ist jedoch deutlich die Stufe 50, auf die der Filter aufgelegt werden kann, zu erkennen. Ferner ist in 7 die Wirkrichtung der Zentrifugalkraft 60 angezeigt.Another embodiment of a fluidic module with a carrier body 10c is referred to below with reference to 6 and 7 described. The carrier 10c essentially corresponds to the carrier 10b according to the in 5 shown embodiment with the exception that at radially outer ends of the filter chambers Retentatkammern 80 are provided. The retentate chambers 80 are in the embodiment shown at the radially outermost ends of the circular filter chambers 32 in the top of the carrier body 10c structured as best in 7 you can see. It should be noted that for reasons of representation in the 5 to 7 the filter is not shown. In 7 but is clearly the level 50 on which the filter can be placed to recognize. Furthermore, in 7 the effective direction of the centrifugal force 60 displayed.

Das Fluidikmodul, wie es in 6 gezeigt ist, ermöglicht zusätzlich eine neue Filtrationsweise, die eine Kombination der beiden traditionellen Filtrationsmethoden „Dead-End-Filtration” und „Cross-Flow-Filtration” darstellt. Dabei können die beiden Stärken dieser Methoden kombiniert werden, nämlich die wirksame Filtrations- und Aufkonzentrationsleistung der Dead-End-Filtration und das Freihalten des Filters für lange Filtrationsprozesse der Cross-Flow-Filtration.The fluidic module, as in 6 shown, additionally allows a new filtration, which represents a combination of the two traditional filtration methods "dead-end filtration" and "cross-flow filtration". The two strengths of these methods can be combined, namely the effective filtration and concentration performance of the dead-end filtration and the keeping of the filter for long filtration processes of the cross-flow filtration.

Wiederum wird eine Probe zunächst in die Einlasskammer 70 eingebracht und durch Zentrifugalkraft durch die Kanäle 34 in die Filterkammern 32 getrieben. Das Permeat gelangt durch den Filter, wie bei 3. in 6 angedeutet ist, und die Partikel in der Probe werden durch den Filter zurückgehalten. Somit wird die Probe in Retentat und Permeat geteilt. Das Retentat verbleibt nun aber nicht auf dem Filter und setzt ihn zu, sondern wird durch die Zentrifugation nach außen bewegt beziehungsweise geschleudert. Die Retentatkammer 80, die an einer radial äußeren Position der Filterkammer 32 angeordnet ist, kann das Retentat aufnehmen, was eine lange Prozessführung ermöglicht, ohne die Gefahr, dass der Filter durch das Retentat zugesetzt wird. Das Permeat gelangt wiederum durch den Filter in die Abführkanäle 36, von wo dasselbe nach außen weggeschleudert werden kann. Somit ermöglichen Ausführungsbeispiele der Erfindung eine lang anhaltende zentrifugale Filterung großer Probenmengen, ohne die Gefahr, dass der Filter verstopft. 7 stellt eine vergrößerte Ansicht einer Filterkammer 32 mit der Retentatkammer 80 dar. Die Retentatkammer 80 kann dabei die gleiche Tiefe aufweisen wie die Filterkammer 32 und somit die gleiche Tiefe wie die Stufe 50. Die Retentatkammer 80 bleibt bei Auflegen des Filters auf die Stufe 50 frei, so dass sich in derselben durch Zentrifugalkraft nach außen geschleudertes Retentat sammeln kann. Aus der Retentatkammer 80 kann das Retentat später entnommen werden.Again, a sample first enters the inlet chamber 70 introduced and by centrifugal force through the channels 34 into the filter chambers 32 driven. The permeate passes through the filter, as at 3. in 6 is indicated, and the particles in the sample are retained by the filter. Thus, the sample is divided into retentate and permeate. However, the retentate does not remain on the filter and sets it to, but is moved by the centrifugation to the outside or thrown. The retentate chamber 80 located at a radially outer position of the filter chamber 32 can store the retentate, allowing a long process, without the risk that the filter is added by the retentate. The permeate in turn passes through the filter into the discharge channels 36 from where it can be thrown outwards. Thus, embodiments of the invention enable long-lasting centrifugal filtration of large quantities of sample without the risk of the filter clogging. 7 provides an enlarged view of a filter chamber 32 with the retentate chamber 80 dar. The Retentatkammer 80 can have the same depth as the filter chamber 32 and thus the same depth as the step 50 , The retentate chamber 80 remains on the step when placing the filter 50 free, so that it can collect in the same by centrifugal force thrown outward retentate. From the retentate chamber 80 the retentate can be taken later.

Eine schematische Darstellung der ersten Seite eines Ausführungsbeispiels eines Trägerkörpers 10d ist in 8 gezeigt, wobei der Filter in 8 nicht dargestellt ist. Erste fluidischen Strukturen in dem Trägerkörper weisen eine Einlasskammer 90 und einen Zuführkanal 92 auf. Eine Durchgangsöffnung 98 ist von der ersten Seite zu der zweiten Seite durch den Trägerkörper 10d gebildet. Ein benachbart zu der ersten Seite angeordneter Abschnitt der Durchgangsöffnung 98 kann als Filterkammer dienen. Wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen könnte eine Stufe in der Durchgangsöffnung vorgesehen sein.A schematic representation of the first side of an embodiment of a carrier body 10d is in 8th shown, with the filter in 8th not shown. First fluidic structures in the carrier body have an inlet chamber 90 and a feed channel 92 on. A passage opening 98 is from the first side to the second side by the carrier body 10d educated. An adjacent to the first side disposed portion of the through hole 98 can serve as a filter chamber. As with the previously described embodiments, a step could be provided in the through hole.

Wie in 8 zu sehen ist, mündet der Zuführkanal 92 in einem radial äußeren Abschnitt in die Filterkammer. Da der Zuführkanal 92 bezüglich der Rotationsachse 12 radial weiter innen in die Einlasskammer 90 mündet als in die Filterkammer kann die Probe zentrifugal von der Einlasskammer 90 durch den Zufuhrkanal 92 in die Filterkammer getrieben werden, wie durch einen Pfeil 94 in 8 angedeutet ist.As in 8th can be seen, the feed channel opens 92 in a radially outer portion into the filter chamber. Because the feed channel 92 with respect to the axis of rotation 12 radially further inward into the inlet chamber 90 As it enters the filter chamber, the sample may be centrifuged from the inlet chamber 90 through the feed channel 92 be driven into the filter chamber, as by an arrow 94 in 8th is indicated.

Bei dem in 8 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Probe von radial außen auf den Filter aufgegeben. Ein radial äußerer Bereich des Zufuhrkanals, der in 8 mit dem Bezugszeichen 92a bezeichnet ist, kann dabei gleichzeitig als Retentatkammer wirksam sein. Ein solches Ausführungsbeispiel ist für kurze Filtrationen, bei denen nur wenig Retentat anfällt, sinnvoll, da bei längeren Filtrationen der Zuführkanal 92 verstopfen könnte. Bei Ausführungsbeispielen könnte in dem radial äußeren Abschnitt des Zuführkanals 92 eine sich radial nach außen erstreckende Ausbuchtung 96 als Retentatkammer vorgesehen sein, die in 8 als gestrichelte Linie dargestellt ist.At the in 8th In the embodiment shown, the sample is fed from the outside radially onto the filter. A radially outer region of the feed channel, which in 8th with the reference number 92a is referred to, can be effective at the same time as a retentate. Such an embodiment is useful for short filtrations, in which only a small amount of retentate, since at longer filtrations of the feed 92 could clog. In embodiments, in the radially outer portion of the feed channel 92 a radially outwardly extending bulge 96 be provided as a retentate, the in 8th is shown as a dashed line.

Bei einigen der beschriebenen Ausführungsbeispielen ist ein plattenförmiger Filter auf eine Stufe von der Oberseite her aufgebracht. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann der Filter auf eine Stufe von der Unterseite her aufgebracht sein. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann ein zylinderförmiger Filter in eine entsprechende Durchgangsöffnung eingebracht und an derselben befestigt sein. Dabei kann der Durchmesser des Filters größer als der innere Durchmesser der Durchgangsöffnung sein, so dass der Filter in die Durchgangsöffnung gequetscht ist. Bei allen Ausführungsbeispielen kann der Filter durch einen Bondprozess, wie thermisches, adhesives, Ultraschall-, Laser- oder Lösemittel-Bonden an dem Träger befestigt sein.In some of the described embodiments, a plate-shaped filter is applied to a step from the top. In alternative embodiments, the filter may be applied to a step from the bottom. In alternative embodiments, a cylindrical filter may be inserted into and secured to a corresponding through hole. In this case, the diameter of the filter may be larger than the inner diameter of the passage opening, so that the filter is squeezed into the passage opening. In all embodiments, the filter may be secured to the carrier by a bonding process, such as thermal, adhesive, ultrasonic, laser, or solvent bonding.

Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann der Filter durch thermisches Bonden, also Anpressen bei erhöhter Temperatur, fest mit dem Träger verbunden werden, wobei, wie oben beschrieben wurde, auch andere Verfahren möglich sind. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung können neben entsprechenden Fluidikstrukturen, die zur Filterung geeignet sind, weitere Fluidikstrukturen zur Verarbeitung von Proben auf einer mikrofluidischen Plattform integriert werden. Bei alternativen Ausführungsbeispielen ist es möglich, die Stufe für den Filter von der Rückseite, das heißt der zweiten Seite, an dem Träger anzubringen und von der Rückseite in die Filterkammer einzubringen. Es hat sich jedoch gezeigt, dass ein Einbringen des Filters von der ersten Seite des Trägers her, Vorteile bezüglich der Dichtigkeit bringt. Tests haben gezeigt, dass mit einer entsprechenden Filteranordnung sogar Bakterien (beispielsweise E. coil) erfolgreich zurückgehalten und aufkonzentriert werden.In embodiments of the invention, the filter can be connected by thermal bonding, so pressing at elevated temperature, fixed to the carrier, which, as described above, other methods are possible. In embodiments of the invention, in addition to corresponding fluidic structures which are suitable for filtering, further fluidic structures for processing samples can be integrated on a microfluidic platform. In alternative embodiments, it is possible to attach the stage for the filter from the back, that is the second side, to the support and from the back into the filter chamber. However, it has been found that introducing the filter from the first side of the carrier brings advantages in terms of tightness. Tests have shown that with a suitable filter arrangement even bacteria (eg E. coil) are successfully retained and concentrated.

Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung können die zweiten fluidischen Strukturen eine Kammer zum Aufnehmen des Permeats aufweisen, ohne das Permeat radial von dem Filter weg abzuführen.In embodiments of the invention, the second fluidic structures may include a chamber for receiving the permeate without removing the permeate radially away from the filter.

Bei Fluidikmodulen wie sie hierin beschrieben sind, die als Retentatkammer wirkende fluidische Strukturen aufweisen, müssen Auffangkammer und/oder Abführkanal nicht in die zweite Seite des Trägerkörpers strukturiert sein. Vielmehr können bei solchen Ausführungsbeispielen entsprechende Strukturen auch in einer an die zweite Seite des Trägerkörpers angrenzende Schicht strukturiert sein. In the case of fluidic modules as described herein, which have fluidic structures acting as a retentate chamber, the collecting chamber and / or discharge channel need not be structured in the second side of the carrier body. Rather, in such embodiments, corresponding structures may also be structured in a layer adjoining the second side of the carrier body.

Die vorliegende Erfindung schafft somit ein Fluidikmodul mit einem einfachen Aufbau, das zur Filterung auch großer Probenmengen geeignet ist, sowie Verfahren zu Filterung unter Verwendung eines entsprechenden Fluidikmoduls.The present invention thus provides a fluidic module with a simple structure, which is suitable for filtering large quantities of samples, as well as methods for filtering using a corresponding fluidic module.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims

Fluidic module for centrifugal filtration, having the following features: one about an axis of rotation ( 12 ) rotatable plate-shaped carrier ( 10 ; 10a - 10d ), which is a first page ( 14 ) and one of the first page ( 14 ) opposite second side ( 16 ) having; a through-hole extending through the support from the first side to the second side ( 18 ; 98 ); one in the passage opening ( 18 ; 98 ) or through the passage opening ( 18 ; 98 ) formed filter ( 24 ); in the first page ( 14 ) of the carrier ( 10 ; 10a - 10d ) structured first fluidic structures ( 20 ) for centrifugally feeding a sample to be filtered to the filter ( 24 ); and into the second page ( 16 ) of the carrier ( 10 ; 10a - 10d ) structured second fluidic structures ( 22 ) for receiving the permeate obtained in filtering the sample or for centrifugally discharging the permeate obtained in filtering the sample away from the filter ( 24 ).

Fluidic module according to claim 1, one at the second ( 16 ) Side of the carrier ( 10 ; 10a - 10d ) attached cover ( 40 ) having the second fluidic structures ( 22 ), wherein at least in the carrier ( 10 ; 10a - 10d ) facing side of the cover ( 40 ) no fluidic structures are formed.

Fluidic module according to Claim 1 or 2, in which the support ( 10 ; 10a - 10d ) is integral.

Fluidic module according to one of claims 1 to 3, wherein the passage opening ( 18 ) a step ( 50 ) between a region of larger cross section and a region of smaller cross section, wherein the filter on the step ( 50 ) is arranged and covers the area with a smaller cross-section.

Fluidic module according to one of claims 1 to 4, wherein the passage opening comprises one or more pores formed in the carrier body, wherein the one or more pores form the filter.

Fluidic module according to one of claims 1 to 5, wherein the first fluidic structures a filter chamber ( 32 ), which forms part of the passage ( 18 ; 98 ) in which the filter ( 24 ), and a feed channel ( 34 ; 92 ) with an outlet end ( 34a ), which opens into the filter chamber have.

The fluidic module according to claim 6, wherein one of the first side ( 14 ) of the carrier ( 10 ; 10a - 10d ) facing surface of the filter ( 24 ) is arranged deeper in the carrier than the outlet end ( 34a ) of the feed channel ( 34 ; 92 ), so that between the filter ( 24 ) and the first page ( 14 ) of the carrier ( 10 ; 10a - 10d ) a free area of the filter chamber ( 32 ) is arranged.

Fluidic module according to claim 7, comprising a retentate chamber ( 80 ; 92a . 96 ) for receiving a by centrifugation over the filter radially outwardly moving retentate, which is arranged at a relative to the filter chamber radially outer position.

The fluidic module according to claim 8, wherein the supply channel ( 34 ) at a radially inner position thereof in the filter chamber ( 32 ) opens.

The fluidic module according to claim 8, wherein the supply channel ( 92 ) opens at a radially outer position thereof in the filter chamber, wherein a portion ( 92a ) of the feed channel ( 92 ) or a bulge ( 96 ) of the feed channel ( 92 ) represents the retentate chamber.

Fluidic module according to claim 8 or 9, wherein the filter chamber ( 32 ) has a substantially circular circumference and wherein the retentate chamber ( 80 ) by a radially outwardly extending bulge in the radially outermost portion of the circular filter chamber ( 32 ) is formed.

Fluidic module according to one of claims 8 to 11, wherein the retentate chamber ( 80 ; 92a . 96 ) in the first page ( 14 ) of the carrier ( 10c ) is structured.

The fluidic module according to any one of claims 6 to 12, wherein the first fluidic structure further comprises an inlet chamber (12). 30 ; 70 ; 90 ), wherein an inlet end of the feed channel ( 34 ; 92 ) with the inlet chamber ( 30 ; 70 ; 90 ) is fluidly connected.

Fluidic module according to claim 13, wherein the inlet chamber ( 70 ) annularly about the axis of rotation ( 12 ) is formed, so that upon rotation of the carrier ( 10b ; 10c ) continuously a sample into the inlet chamber ( 70 ), wherein the second fluidic structures at least one discharge channel ( 36 ) having an inlet end connected to the passage opening ( 18 ) is fluidly connected, and having an outlet end which opens to the outside.

Fluidic module according to one of claims 1 to 13, wherein the second fluidic structures have a discharge channel ( 36 ) having an inlet end connected to the passage opening ( 18 ) is fluidically connected, and an outlet end that with an outlet chamber ( 38 ) is fluidically connected or opens to the outside, have.

A method of filtering a sample using a fluidic module according to any one of claims 1 to 15, comprising: introducing a sample into the first fluidic structures; Rotating the fluidic module to drive the sample through the first fluidic structures, the filter and the second fluidic structures.

Method for filtering a sample using a fluidic module according to one of Claims 8 to 12, having the following features: Introducing a sample into the first fluidic structures; Rotating the fluidic module to drive the sample through the first fluidic structures, the filter, and the second fluidic structures, wherein retentate filtered from the sample is collected in the retentate chamber by the centrifugal force associated with the rotation.