DE102013203293B4 - Apparatus and method for conducting a liquid through a first or second outlet channel - Google Patents
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Abstract
Fluidikvorrichtung, die um ein Rotationszentrum (114, 216) drehbar ist, zum Leiten einer Flüssigkeit durch einen ersten oder einen zweiten Auslasskanal, mit folgenden Merkmalen: einer Kompressionskammer (104; 204); einem Einlasskanal (108; 202), der mit der Kompressionskammer (104; 204) fluidisch gekoppelt ist; dem ersten Auslasskanal (110; 206), der mit der Kompressionskammer (104; 204) fluidisch gekoppelt ist und einen ersten Strömungswiderstand aufweist; und dem zweiten Auslasskanal (112; 208), der mit der Kompressionskammer (104; 204) fluidisch gekoppelt ist und einen zweiten Strömungswiderstand aufweist, wobei der erste Auslasskanal (110; 206) und der zweite Auslasskanal (112; 208) bezüglich des Rotationszentrums (114, 216) radial ansteigende Abschnitte aufweisen, wobei die Kompressionskammer (104; 204) und der erste und zweite Auslasskanal (110, 112; 206, 208) derart ausgelegt sind, dass bei einer teilweisen Befüllung der Kompressionskammer (104; 204) mit einer Flüssigkeit über den Einlasskanal (108; 202) und einer Drehung der Fluidikvorrichtung mit einer erhöhten Drehfrequenz ein mittels der Flüssigkeit in der Kompressionskammer (104; 204) eingeschlossenes Gas durch einen Zentrifugaldruck komprimiert wird, der durch die Flüssigkeit in dem Einlasskanal (108; 202) und dem ersten und zweiten Auslasskanal erzeugt wird, wobei der erste Auslasskanal (110; 206) zumindest einen Abschnitt aufweist, der sich radial weiter nach innen erstreckt als ein radial innerster Abschnitt des zweiten Auslasskanals (112; 208), und wobei der erste und der zweite Auslasskanal (110, 112; 206, 208) derart ausgelegt sind, dass bei einer Ausdehnung des komprimierten Gases mit einer ersten Ausdehnungsrate die Flüssigkeit über den ersten Auslasskanal (110; 206) leitbar ist und dass bei einer Ausdehnung des komprimierten Gases mit einer zweiten Ausdehnungsrate, die kleiner als die erste Ausdehnungsrate ist, die Flüssigkeit über den zweiten Auslasskanal (112; 208) leitbar ist.Fluidic device rotatable about a center of rotation (114, 216) for directing a fluid through first or second outlet channels, comprising: a compression chamber (104; 204); an inlet channel (108; 202) fluidly coupled to the compression chamber (104; 204); the first outlet channel (110; 206) fluidly coupled to the compression chamber (104; 204) and having a first flow resistance; and the second outlet channel (112; 208) fluidly coupled to the compression chamber (104; 204) and having a second flow resistance, the first outlet channel (110; 206) and the second outlet channel (112; 114, 216) have radially rising portions, wherein the compression chamber (104; 204) and the first and second outlet channels (110, 112; 206, 208) are designed such that upon partial filling of the compression chamber (104; 204) with a Liquid is compressed via the inlet channel (108; 202) and a rotation of the fluidic device at an increased rotational frequency a gas trapped by the liquid in the compression chamber (104; 204) is compressed by a centrifugal pressure passing through the liquid in the inlet channel (108; 202). and the first and second exhaust ports, wherein the first exhaust port (110; 206) has at least a portion extending radially inward extends as a radially innermost portion of the second outlet channel (112; 208), and wherein the first and second exhaust passages (110, 112, 206, 208) are designed such that when the compressed gas expands at a first rate of expansion, the fluid is conductive via the first exhaust passage (110, 206); upon expansion of the compressed gas at a second rate of expansion that is less than the first rate of expansion, the fluid is conductive via the second outlet channel (112; 208).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen und Verfahren zum Leiten einer Flüssigkeit durch einen ersten oder zweiten Auslasskanal, und insbesondere Vorrichtungen und Verfahren, die zum Schalten von Flüssigkeiten in einem zentrifugal-mikrofluidischen System geeignet sind.The present invention relates to apparatus and methods for passing a liquid through a first or second outlet channel, and more particularly to apparatus and methods suitable for switching liquids in a centrifugal microfluidic system.
Die zentrifugale Mikrofluidik erfuhr im letzten Jahrzehnt große Aufmerksamkeit aufgrund ihres Potentials für die Integration und Automatisierung von Analyse- und Diagnoseaufgaben, wobei hinsichtlich zentrifugaler mikrofluidischer Plattformen auf J. Ducree u. a., ”The centrifugal microfluidic bio-disk platform,” J. Micromech. Microeng., Vol. 17, No. 7, S. 103–115, Juli 2007, verwiesen werden kann. Wirtschaftlich sehr interessant ist insbesondere die Automatisierung von Routineaufgaben in günstigen Testträgern auf bezahlbaren Prozessierungsgeräten. Ein guter Kandidat für sehr günstige und überall verfügbare Prozessierungsgeräte sind Laborzentrifugen. Diese gehören ohnehin zur Standardausstattung von Laboren und sind aufgrund der großen Stückzahlen vergleichsweise günstig.Centrifugal microfluidics has received much attention over the last decade for its potential for integration and automation of analysis and diagnostic tasks, with regard to centrifugal microfluidic platforms to J. Ducree et al. a., "The centrifugal microfluidic bio-disk platform," J. Micromech. Microeng., Vol. 7, pp. 103-115, July 2007, can be referenced. Economically very interesting is the automation of routine tasks in cheap test carriers on affordable processing equipment. A good candidate for very cheap and widely available processing equipment are laboratory centrifuges. These are part of the standard equipment of laboratories anyway and are relatively cheap due to the large quantities.
Insbesondere besteht Bedarf an einer Struktur, die das sequentielle Abtrennen (Schalten) von Flüssigkeiten aus einer gemeinsamen Einlasskammer in z. B. zwei verschiedene Auslasskammern ermöglicht, beispielsweise für ein DNA-Aufreinigung. Für typische Laboraufgaben müssen sowohl wässrige Lösungen als auch hochbenetzende Flüssigkeiten zuverlässig geschaltet werden. Bezüglich wässriger Lösungen beträgt die Oberflächenspannung von Wasser ca. 73 mN/m bei 20°C. Bezüglich hochbenetzender Flüssigkeiten beträgt die Oberflächenspannung von Ethanol ca. 23 mN/m bei 20°C.In particular, there is a need for a structure that facilitates the sequential separation (switching) of liquids from a common inlet chamber at e.g. B. allows two different outlet chambers, for example, for a DNA purification. For typical laboratory tasks, both aqueous solutions and highly moisturizing liquids must be reliably switched. With respect to aqueous solutions, the surface tension of water is about 73 mN / m at 20 ° C. With regard to highly wetting liquids, the surface tension of ethanol is about 23 mN / m at 20 ° C.
Aus dem Stand der Technik sind zentrifugal-mikrofluidische Strukturen zum Schalten von Flüssigkeiten bekannt.Centrifugal microfluidic structures for switching liquids are known from the prior art.
Eine publizierte Methode zum Schalten von Flüssigkeiten basiert auf der Coriolis-Kraft. Dies erlaubt das Schalten von Flüssigkeiten durch Umkehr der Drehrichtung, wie bei S. Haeberle u. a., ”Automation of nucleid acid extraction by a coriolis-force actuated droplet router,” Paris, Frankreich, 2007, S. 1231–1233; J. V. Zoval u. a., ”Flow Switching an a Multi-Structured Microfluidic Cd (Compact Disc) Using Coriolis Force” und der
Eine weitere publizierte Schalttechnik nutzt den Druck einer vorangehenden Flüssigkeitssäule auf eine eingeschlossene Luftblase, um eine nachfolgende Flüssigkeit in eine andere Auslasskammer zu zwingen. Eine solche Vorgehensweise ist bei J. Kim u. a., ”Passive flow switching valves an a centrifugal microfluidic platform”, Sens. Actuators B Chem., Vol. 128, No. 2, S. 613–621, Jan. 2008 beschrieben. Bei diesem System ist eine Einlasskammer über einen Fluidkanal mit einer ersten Kammer verbunden. Von dem Fluidkanal zweigt ein zweiter Fluidkanal ab, der mit einer zweiten Kammer fluidisch verbunden ist. Das Funktionsprinzip des Schalters basiert auf einer Flüssigkeitssäule und einer eingeschlossenen Luftblase, wobei eine erste Flüssigkeit von der Einlasskammer über den Fluidkanal in die erste Kammer läuft. Eine zweite Flüssigkeit wird eingebracht, wobei die dabei entstehende Flüssigkeitssäule einen Druck auf die zwischen der ersten Flüssigkeit und der zweiten Flüssigkeit eingeschlossene Luftblase ausübt, die die nachfolgende Flüssigkeit zum Fluss in eine zweite Kammer zwingt. Diese Lösung bringt eine starke Einschränkung in der Geometrie des mikrofluidischen Systems und der verwendbaren Flüssigkeitsmengen mit sich. Bei einer fest vorgegebenen Geometrie ist das Schalten nur von vorgegebenen, präzise abzumessenden Flüssigkeitsmengen möglich. Zusätzlich ist ein großer Abstand zwischen dem Ort, an dem der zweite Fluidkanal abzweigt, und dem Pegelstand der ersten Flüssigkeit in dem Fluidkanal notwendig, um zu verhindern, dass die Luftblase in die erste Kammer gedrückt wird, was den Schalteffekt negieren würde. Damit geht viel auf einer Disk stark begrenzter Platz verloren.Another published switching technique uses the pressure of a preceding liquid column on an enclosed air bubble to force a subsequent liquid into another outlet chamber. Such an approach is in J. Kim u. a., "Passive flow switching valves on a centrifugal microfluidic platform", Sens. Actuators B Chem., Vol. 2, p. 613-621, Jan. 2008. In this system, an inlet chamber is connected to a first chamber via a fluid channel. From the fluid channel branches off a second fluid channel, which is fluidically connected to a second chamber. The operating principle of the switch is based on a liquid column and a trapped air bubble, with a first liquid from the inlet chamber via the fluid channel into the first chamber. A second liquid is introduced, the resulting liquid column exerting pressure on the air bubble trapped between the first liquid and the second liquid, which forces the subsequent liquid to flow into a second chamber. This solution entails a great limitation in the geometry of the microfluidic system and the quantities of liquid that can be used. In the case of a fixed geometry, switching is only possible from predetermined, precisely metered quantities of liquid. In addition, a large distance between the location where the second fluid channel branches off and the level of the first fluid in the fluid channel is necessary to prevent the air bubble from being forced into the first chamber, which would negate the switching effect. So much is lost on a disk of very limited space.
Eine weitere bekannte Lösung für das Schalten von Flüssigkeiten basiert auf zwei Auslasskanälen, die von einer gemeinsamen Einlasskammer abzweigen, wobei einer der Kanäle aufgrund einer lokalen, wasserabweisenden (hydrophoben) Beschichtung dem Flüssigkeitsfluss einen größeren Widerstand entgegensetzt. Je nach Rotationsfrequenz des mikrofluidischen Systems, wird dieser Widerstand entweder überwunden oder die Flüssigkeit in den alternativen Kanal gezwungen. Diese Lösung hat den Nachteil, dass die sehr präzise aufzubringende lokale hydrophobe Beschichtung kostenaufwändig ist und bei hochbenetzenden Flüssigkeiten an Effektivität verliert, da die Stopp-Wirkung der hydrophoben Beschichtung von der Oberflächenspannung der Flüssigkeit abhängt.Another known solution for switching liquids is based on two outlet channels that branch off from a common inlet chamber, wherein one of the channels, due to a local, water-repellent (hydrophobic) coating, offers greater resistance to the liquid flow. Depending on the rotational frequency of the microfluidic system, this resistance is either overcome or the liquid forced into the alternative channel. This solution has the disadvantage that the very precisely applied local hydrophobic coating is costly and loses effectiveness in highly moisturizing liquids, since the stopping effect of the hydrophobic coating depends on the surface tension of the liquid.
Eine weitere bekannte Struktur zum Schalten von Flüssigkeiten basiert auf dem selektiven Öffnen von Belüftungslöchern in Kammern und ist in der
Bei anderen bekannten Verfahren erfolgt ein Schalten durch externe Druckluft, wobei eine solche auf Luftdruck basierende Lösung das Schalten von Flüssigkeiten an einem T-förmig geformten Kanal erlaubt. Wie bei Matthew C. R. Kong u. a., „Pneumatic Flow Switching an Centrifugal Microfluidic Platforms in Motion”, Anal. Chem., 2011, 83, S. 1148–1151, beschrieben ist, wird dazu aktiv Druckluft in eine zentrifugale Plattform eingebracht. Abhängig davon, in welchen Kanal die Druckluft geleitet wird, wird die Flüssigkeit in einen der Kanäle geschaltet. Der Nachteil dieser Lösung ist, dass Druckluft extern vorgelagert werden muss und die Schaltung nicht nur über Änderung der Drehfrequenz erfolgen kann.In other known methods, switching is effected by external pressurized air, such an air pressure based solution permitting the switching of liquids on a T-shaped channel. As with Matthew C. R. Kong u. a., "Pneumatic Flow Switching on Centrifugal Microfluidic Platforms in Motion", Anal. Chem., 2011, 83, pp. 1148-1151, compressed air is actively introduced into a centrifugal platform. Depending on the channel in which the compressed air is passed, the liquid is switched into one of the channels. The disadvantage of this solution is that compressed air must be externally upstream and the circuit can not only be done by changing the rotational frequency.
Ferner sind beispielsweise aus der
Wie ferner in der
Schließlich beschreiben Steffen Zehnle u. a., Centrifugo-dynamic inward pumping of liquids an a centrifugal microfluidic platform”, Lab Chip, 2012, 12, 5142–5145, die Verwendung eines in einer Kompressionskammer komprimierten Gasvolumens, um Flüssigkeit auf einer mikrofluidischen zentrifugalen Plattform radial nach innen zu pumpen. Flüssigkeit wird bei einer hohen Drehfrequenz in eine Kompressionskammer eingebracht und komprimiert dabei ein in der Kompressionskammer eingeschlossenes Gasvolumen. Ein schnelles Abbremsen der Plattform führt dabei zu einer schnellen Ausdehnung des komprimierten Gasvolumens, so dass die Flüssigkeit durch einen Auslasskanal aus der Kompressionskammer entweicht, wobei der Auslasskanal einen kleineren Strömungswiederstand aufweist als ein Einlasskanal, über den die Flüssigkeit in die Kompressionskammer eingebracht wurde.Finally, Steffen Zehnle u. a, Centrifugo-dynamic inward pumping of liquids on a centrifugal microfluidic platform ", Lab Chip, 2012, 12, 5142-5145, the use of a volume of gas compressed in a compression chamber to pump fluid radially inwardly on a microfluidic centrifugal platform. Liquid is introduced into a compression chamber at a high rotational frequency, thereby compressing a volume of gas trapped in the compression chamber. Rapid deceleration of the platform leads to a rapid expansion of the compressed gas volume, so that the fluid escapes through an outlet channel from the compression chamber, wherein the outlet channel has a smaller flow resistance than an inlet channel, through which the liquid was introduced into the compression chamber.
Die beschriebenen bekannten Techniken sind nachteilig dahingehend, dass sie es nicht zulassen, hochbenetzende Flüssigkeiten auf einer Laborzentrifuge, die eine Drehung in nur einer Drehrichtung ermöglicht, in einem günstigen mikrofluidischen Testträger, z. B. ohne lokale Oberflächenmodifikationen von einem gemeinsamen Eingangsreservoir in verschiedene Ausgangsreservoire flexibel, z. B. ohne strenge geometrische Einschränkungen des Designs, zu schalten. Somit weisen die beschriebenen Techniken Schwächen beispielsweise bei einer Verwendung zur DNA-Extraktion auf einer Laborzentrifuge auf.The known techniques described are disadvantageous in that they do not permit highly-wettable liquids to be centrifuged on a laboratory centrifuge which permits rotation in only one direction of rotation, in a convenient microfluidic test carrier, e.g. B. without local surface modifications from a common input reservoir into different output reservoirs flexible, z. Without strict geometric constraints on the design. Thus, the described techniques have weaknesses, for example when used for DNA extraction on a laboratory centrifuge.
Aus der
In der
Die
Die
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, die es ermöglichen, eine Flüssigkeit durch einen ersten oder zweiten Auslasskanal zuverlässig und flexibel zu schalten bzw. zu leiten.The object underlying the present invention is to provide a device and a method which make it possible to reliably and flexibly switch a fluid through a first or a second outlet channel.
Diese Aufgabe wird durch eine Fluidikvorrichtung nach Anspruch 1 und ein Verfahren nach Anspruch 15 gelöst.This object is achieved by a fluidic device according to claim 1 and a method according to claim 15.
Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen eine Fluidikvorrichtung, die um ein Rotationszentrum drehbar ist, zum Leiten einer Flüssigkeit durch einen ersten oder einen zweiten Auslasskanal, mit folgenden Merkmalen:
einer Kompressionskammer;
einem Einlasskanal, der mit der Kompressionskammer fluidisch gekoppelt ist;
dem ersten Auslasskanal, der mit der Kompressionskammer fluidisch gekoppelt ist und einen ersten Strömungswiderstand aufweist; und
dem zweiten Auslasskanal, der mit der Kompressionskammer fluidisch gekoppelt ist und einen zweiten Strömungswiderstand aufweist,
wobei der erste Auslasskanal und der zweite Auslasskanal bezüglich des Rotationszentrums radial ansteigende Abschnitte aufweisen, wobei die Kompressionskammer und der erste und zweite Auslasskanal derart ausgelegt sind, dass bei einer teilweisen Befüllung der Kompressionskammer mit einer Flüssigkeit über den Einlasskanal und einer Drehung der Fluidikvorrichtung mit einer erhöhten Drehfrequenz ein mittels der Flüssigkeit in der Kompressionskammer eingeschlossenes Gas durch einen Zentrifugaldruck komprimiert wird, der durch die Flüssigkeit in dem Einlasskanal und dem ersten und zweiten Auslasskanal erzeugt wird,
wobei der erste Auslasskanal zumindest einen Abschnitt aufweist, der sich radial weiter nach innen erstreckt als ein radial innerster Abschnitt des zweiten Auslasskanals, und wobei der erste und der zweite Strömungskanal derart ausgelegt sind, dass bei einer Ausdehnung des komprimierten Gases mit einer ersten Ausdehnungsrate die Flüssigkeit über den ersten Auslasskanal leitbar ist und dass bei einer Ausdehnung des komprimierten Gases mit einer zweiten Ausdehnungsrate, die kleiner als die erste Ausdehnungsrate ist, die Flüssigkeit über den zweiten Auslasskanal leitbar ist.Embodiments of the invention provide a fluidic device which is rotatable about a center of rotation for directing a liquid through a first or a second outlet channel, having the following features:
a compression chamber;
an inlet channel fluidly coupled to the compression chamber;
the first exhaust passage fluidly coupled to the compression chamber and having a first flow resistance; and
the second exhaust passage fluidly coupled to the compression chamber and having a second flow resistance,
wherein the first exhaust passage and the second exhaust passage have radially rising portions with respect to the rotation center, wherein the compression chamber and the first and second exhaust passages are configured to increase in a partial filling of the compression chamber with a liquid via the inlet passage and a rotation of the fluidic device with one Rotation frequency, a gas trapped by the liquid in the compression chamber is compressed by a centrifugal pressure generated by the liquid in the inlet channel and the first and second outlet channels,
wherein the first outlet channel has at least a portion that extends radially inward than a radially innermost portion of the second outlet channel, and wherein the first and second flow channels are configured such that upon expansion of the compressed gas at a first expansion rate, the liquid can be conducted via the first outlet channel and that when the compressed gas expands at a second expansion rate which is smaller than the first expansion rate, the liquid can be conducted via the second outlet channel.
Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum Leiten einer Flüssigkeit durch den ersten Auslasskanal oder den zweiten Auslasskanal einer entsprechenden Fluidikvorrichtung folgende Schritte auf:
Beaufschlagen der Kompressionskammer, des Einlasskanals und des ersten und zweiten Auslasskanals mit der erhöhten Drehfrequenz, und
ausgehend von der Rotation mit der erhöhten Drehfrequenz, Bewirken, dass sich das komprimierte Gas mit der ersten Ausdehnungsrate ausdehnt, um die Flüssigkeit durch den ersten Auslasskanal zu leiten, oder Bewirken, dass sich das komprimierte Gas mit der zweiten Ausdehnungsrate ausdehnt, um die Flüssigkeit durch den zweiten Auslasskanal zu leiten.According to embodiments of the present invention, a method for passing a liquid through the first outlet channel or the second outlet channel of a corresponding fluidic device comprises the following steps:
Pressurizing the compression chamber, the intake passage and the first and second exhaust passage at the increased rotational frequency, and
from the rotation at the increased rotational frequency, causing the compressed gas to expand at the first rate of expansion to direct the fluid through the first exhaust port, or causing the compressed gas to expand at the second rate of expansion to pass the fluid to guide the second outlet channel.
Ausführungsbeispiele der Erfindung basieren auf der Erkenntnis, dass zumindest zwei Auslasskanäle derart ausgelegt sein können, dass es möglich ist, Flüssigkeit, die über einen Einlasskanal in eine Kompressionskammer eingebracht wurde, abhängig von der Ausdehnungsrate des in der Kompressionskammer komprimierten Gases durch einen der Auslasskanäle zu entleeren. Die kleinere Ausdehnungsrate kann dabei derart sein, dass der Flüssigkeitsstand in dem Einlasskanal und dem ersten und zweiten Auslasskanal langsam ansteigt, so dass die Flussrate so gering ist, dass Reibungskräfte im Fluid praktisch keinen Einfluss auf die Fluiddynamik haben. Folglich bleiben die Füllstände in den drei parallelen Fluidpfaden gleich, so dass die Flüssigkeit ausschließlich über den zweiten Auslasskanal abgeleitet wird, da der erste Auslasskanal einen Abschnitt aufweist, der sich radial weiter nach innen erstreckt als ein radial innerster Abschnitt des zweiten Auslasskanals. Anders ausgedrückt fließt die Flüssigkeit ausschließlich über den zweiten Auslasskanal ab, da dieser den niedrigsten, also radial äußersten, Scheitelpunkt besitzt. Die größere Ausdehnungsrate kann derart sein, dass die Flüssigkeitsstände in dem Einlasskanal, dem ersten Auslasskanal und dem zweiten Auslasskanal schnell ansteigen, so dass die Flussrate relativ hoch ist und Reibungskräfte die Fluiddynamik beeinflussen. Insbesondere können hohe Reibungskräfte in dem zweiten Auslasskanal die Flussrate derart begrenzen, dass der erste Auslasskanal zuerst gefüllt und somit die Kompressionskammer über den ersten Auslasskanal entleert wird. Somit ist es möglich, abhängig von der Ausdehnungsrate des komprimierten Gases, die Flüssigkeit durch entweder den ersten Auslasskanal oder den zweiten Auslasskanal zu schalten.Embodiments of the invention are based on the recognition that at least two outlet channels can be designed such that it is possible to empty liquid introduced via an inlet channel into a compression chamber, depending on the rate of expansion of the compressed gas in the compression chamber through one of the outlet channels , The smaller expansion rate may be such that the liquid level in the inlet channel and the first and second outlet channel slowly increases, so that the flow rate is so low that frictional forces in the fluid have virtually no influence on the fluid dynamics. Consequently, the levels in the three parallel fluid paths remain the same, so that the fluid is discharged exclusively via the second outlet channel, since the first outlet channel has a portion that extends radially inward than a radially innermost portion of the second outlet channel. In other words, the liquid flows exclusively via the second outlet channel, since it has the lowest, that is, the radially outermost, vertex. The greater rate of expansion may be such that the liquid levels in the inlet channel, the first outlet channel and the second outlet channel increase rapidly, so that the flow rate is relatively high and frictional forces affect the fluid dynamics. In particular, high frictional forces in the second outlet channel can Limit flow rate so that the first outlet channel filled first and thus the compression chamber is emptied via the first outlet channel. Thus, depending on the expansion rate of the compressed gas, it is possible to switch the fluid through either the first outlet passage or the second outlet passage.
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung ist der zweite Strömungswiderstand größer als der erste Strömungswiderstand, so dass bei einer Ausdehnung des komprimierten Gases mit einer ersten Ausdehnungsrate die Flüssigkeit über den ersten Auslasskanal leitbar ist und dass bei einer Ausdehnung des komprimierten Gases mit einer zweiten Ausdehnungsrate, die kleiner als die erste Ausdehnungsrate ist, die Flüssigkeit über den zweiten Auslasskanal leitbar ist.In embodiments of the invention, the second flow resistance is greater than the first flow resistance, such that upon expansion of the compressed gas at a first expansion rate, the liquid is conductive via the first outlet channel and that upon expansion of the compressed gas at a second expansion rate less than the first rate of expansion is that liquid is conductive via the second outlet channel.
Bei alternativen Ausführungsbeispielen weist der zweite Auslasskanal einen Volumenpuffer auf, der ausgelegt ist, um Flüssigkeit aufzunehmen und zu verhindern, dass Flüssigkeit einen radial innersten Abschnitt des zweiten Auslasskanals erreicht, wenn die Flüssigkeit bei einer Ausdehnung des komprimierten Gases mit der ersten Ausdehnungsrate durch den ersten Auslasskanal geleitet wird. Bei solchen Ausführungsbeispielen kann der zweite Strömungswiderstand gleich oder sogar kleiner wie der erste Strömungswiderstand sein.In alternative embodiments, the second outlet channel includes a volume buffer configured to receive liquid and prevent liquid from reaching a radially innermost portion of the second outlet channel when the liquid expands upon expansion of the compressed gas at the first rate of expansion through the first outlet channel is directed. In such embodiments, the second flow resistance may be equal to or even less than the first flow resistance.
Bei Ausführungsbeispielen weist der zweite Auslasskanal einen Siphon auf, wobei ein radial innerer Scheitelpunkt des Siphons radial weiter außen angeordnet ist als ein radial innerer Abschnitt des ersten Auslasskanals. Beispielsweise kann dieser radial innere Abschnitt des ersten Auslasskanals ein Siphon des ersten Auslasskanals sein. Somit ist es auf zuverlässige Weise möglich, die Flüssigkeit durch den zweiten Auslasskanal zu entleeren, wenn eine Ausdehnung des komprimierten Gases mit der ersten, geringen Ausdehnungsrate bewirkt wird.In embodiments, the second outlet channel has a siphon, wherein a radially inner vertex of the siphon is disposed radially farther out than a radially inner portion of the first outlet channel. For example, this radially inner portion of the first outlet channel may be a siphon of the first outlet channel. Thus, it is reliably possible to empty the liquid through the second outlet channel when expansion of the compressed gas at the first, low expansion rate is effected.
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung ist der zweite Strömungswiderstand größer als der erste Strömungswiderstand, wobei der zweite Auslasskanal einen Volumenpuffer aufweist, der ausgelegt ist, um Flüssigkeit aufzunehmen und zu verhindern, dass Flüssigkeit den radial innersten Abschnitt des zweiten Auslasskanals erreicht, wenn die Flüssigkeit bei einer Ausdehnung des komprimierten Gases mit der größeren Ausdehnungsrate durch den ersten Auslasskanal geleitet wird. Somit kann zuverlässig sichergestellt werden, dass Flüssigkeit ausschließlich durch den ersten Auslasskanal von der Kompressionskammer entleert wird.In embodiments of the invention, the second flow resistance is greater than the first flow resistance, the second outlet channel having a volume buffer configured to receive liquid and prevent liquid from reaching the radially innermost portion of the second outlet channel when the liquid expands of the compressed gas at the greater rate of expansion is directed through the first exhaust passage. Thus it can be reliably ensured that liquid is emptied exclusively through the first outlet channel of the compression chamber.
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung sind der Einlasskanal und der erste und zweite Auslasskanal mit einem Fluidkanal fluidisch gekoppelt, der in die Kompressionskammer, beispielsweise in ein radial äußeres Ende der Kompressionskammer, mündet. Eine solche Anordnung ermöglicht eine vollständige Entleerung der Kompressionskammer.In embodiments of the invention, the inlet channel and the first and second outlet channels are fluidly coupled to a fluid channel which opens into the compression chamber, for example into a radially outer end of the compression chamber. Such an arrangement allows complete emptying of the compression chamber.
Bei Ausführungsbeispielen münden der Einlasskanal und der erste und zweite Auslasskanal in eine radial innere Seite des Fluidkanals, wobei eine radial äußere Seite des Fluidkanals eine Ausbuchtung aufweist. Dies ermöglicht auf vorteilhafte Weise die Ausbildung einer Sedimentationskammer auf der radial äußeren Seite des Fluidkanals, in die der Einlasskanal und die Auslasskanäle münden.In embodiments, the inlet channel and the first and second outlet channels open into a radially inner side of the fluid channel, wherein a radially outer side of the fluid channel has a bulge. This advantageously makes it possible to form a sedimentation chamber on the radially outer side of the fluid channel, into which the inlet channel and the outlet channels open.
Bei Ausführungsbeispielen mündet ein erstes Ende des ersten Auslasskanals an einer Position in eine Auslasskammer, die radial weiter innen liegt als ein Auslass der Kompressionskammer, der mit einem zweiten Ende des ersten Auslasskanals fluidisch gekoppelt ist. Bei solchen Ausführungsbeispielen kann die Ausdehnung des komprimierten Gases zusätzlich verwendet werden, um ein radial nach innen gerichtetes Pumpen der Flüssigkeit zu implementieren.In embodiments, a first end of the first outlet channel opens into a position in an outlet chamber located radially inward than an outlet of the compression chamber fluidly coupled to a second end of the first outlet channel. In such embodiments, the expansion of the compressed gas may additionally be used to implement a radially inward pumping of the liquid.
Bei Ausführungsbeispielen ist ein erstes Ende des ersten Auslasskanals mit einer Analysekammer fluidisch gekoppelt, ein erstes Ende des zweiten Auslasskanals ist mit einer Abfallkammer fluidisch gekoppelt, und zweite Enden des ersten und des zweiten Auslasskanals sind mit der Kompressionskammer fluidisch gekoppelt. Somit sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung insbesondere auch zur Aufreinigung von Nukleinsäure auf einer rotierenden Plattform geeignet.In embodiments, a first end of the first outlet channel is fluidly coupled to an analysis chamber, a first end of the second outlet channel is fluidly coupled to a waste chamber, and second ends of the first and second outlet channels are fluidically coupled to the compression chamber. Thus, embodiments of the present invention are particularly suitable for purifying nucleic acid on a rotating platform.
Bei Ausführungsbeispielen sind die Fluidikstrukturen, die die Kompressionskammer, den Einlasskanal, den ersten Auslasskanal und den zweiten Auslasskanal aufweisen, in einem Substrat gebildet, wobei das Substrat als Rotationskörper, beispielsweise als Scheibe, ausgebildet sein kann, oder als Fluidikmodul, das in einen Rotationskörper einsetzbar ist.In embodiments, the fluidic structures, which comprise the compression chamber, the inlet channel, the first outlet channel and the second outlet channel, are formed in a substrate, wherein the substrate may be formed as a rotational body, for example as a disc, or as a fluidic module, which can be inserted into a rotational body is.
Ausführungsbeispiele einer Fluidikvorrichtung sind somit auf einen Rotationskörper bzw. ein Fluidikmodul mit entsprechenden Fluidikstrukturen gerichtet. Alternative Ausführungsbeispiele einer Fluidikvorrichtung umfassen ferner eine Einrichtung zum Bewirken, dass sich das komprimierte Gas mit der ersten Ausdehnungsrate oder der zweiten Ausdehnungsrate ausdehnt. Diese Einrichtung zum Bewirken, dass das sich das komprimierte Gas entsprechend ausdehnt, kann beispielsweise eine Antriebseinrichtung, die ausgelegt ist, um die Kompressionskammer, den Einlasskanal und den ersten und zweiten Auslasskanal mit unterschiedlichen Rotationsgeschwindigkeiten zu beaufschlagen, eine Heizeinrichtung, die ausgelegt ist, um das Gas in der Kompressionskammer mit unterschiedlichen Temperaturgradienten zu beaufschlagen, oder eine Einrichtung zum Erzeugen einer chemischen Reaktion in der Kompressionskammer aufweisen. Ferner sind Kombinationen derartiger Einrichtungen möglich.Embodiments of a fluidic device are thus directed to a rotary body or a fluidic module with corresponding fluidic structures. Alternative embodiments of a fluidic device further include means for causing the compressed gas to expand at the first rate of expansion or the second rate of expansion. This means for causing the compressed gas to expand accordingly may include, for example, a driving device configured to apply different rotational speeds to the compression chamber, the inlet port, and the first and second exhaust ports, a heater configured to rotate therethrough Gas in the compression chamber with different Apply temperature gradient, or have means for generating a chemical reaction in the compression chamber. Furthermore, combinations of such devices are possible.
Bei Ausführungsbeispielen weist die Einrichtung zum Bewirken, dass sich das komprimierte Gas mit einer entsprechenden Ausdehnungsrate ausdehnt, eine Antriebseinrichtung auf, die konfiguriert ist, um die Kompressionskammer, den Einlasskanal und den ersten und zweiten Auslasskanal mit einer Rotation mit der konstanten Drehfrequenz zu beaufschlagen, und um ausgehend von der Rotation der konstanten Drehfrequenz die Drehfrequenz entweder mit einer ersten Drehfrequenzverminderungsrate zu vermindern, um zu bewirken, dass sich das komprimierte Gas mit der ersten Ausdehnungsrate ausdehnt und die Flüssigkeit durch den ersten Auslasskanal geleitet wird, oder mit einer zweiten Drehfrequenzverminderungsrate zu vermindern, die geringer ist als die erste Drehfrequenzverminderungsrate, um zu bewirken, dass sich das komprimierte Gas mit der zweiten Ausdehnungsrate ausdehnt und die Flüssigkeit durch den zweiten Auslasskanal geleitet wird.In embodiments, the means for causing the compressed gas to expand at a corresponding rate of expansion includes a drive configured to urge the compression chamber, the inlet port and the first and second exhaust ports to rotate at the constant rotational frequency, and to decrease the rotational frequency either at a first rotational frequency reduction rate from the constant rotational frequency rotation to cause the compressed gas to expand at the first rate of expansion and to direct the fluid through the first exhaust port, or at a second rotational frequency reduction rate; which is less than the first rotational frequency reduction rate to cause the compressed gas to expand at the second expansion rate and to direct the fluid through the second exhaust port.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the present invention will be explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:
Bevor spezielle Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert werden, sei zunächst darauf hingewiesen, dass Beispiele der Erfindung insbesondere auf dem Gebiet der zentrifugalen Mikrofluidik Anwendung finden können, bei der es um die Prozessierung von Flüssigkeiten im Nanoliter- bis Milliliterbereich geht. Entsprechend können die Fluidikvorrichtungen geeignete Abmessungen im Mikrometerbereich für die Handhabung entsprechender Flüssigkeitsvolumina aufweisen. Insbesondere können Ausführungsbeispiele der Erfindung auf zentrifugal-mikrofluidischen Systemen Anwendung finden, wie sie beispielsweise unter der Bezeichnung „Lab-on-a-Disk” bekannt sind. Ein Anwendungsschwerpunkt von Ausführungsbeispielen der Erfindung kann dabei auf dem Gebiet der DNA-Extraktion/Aufreinigung liegen. Dabei werden Lysat und Waschpuffer durch eine Festphase geleitet und anschließend in eine Abfallkammer geschaltet. Als nächstes wird ein Elutionspuffer durch die Festphase geleitet und in eine separate Auslasskammer geschaltet und von dort aus entweder prozessiert oder entnommen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Anwendungsgebiet beschränkt und kann in anderen Kontexten, die das mikrofluidische Schalten von Flüssigkeiten erfordern, verwendet werden.Before specific embodiments of the invention are explained in more detail, it should first be pointed out that examples of the invention can be used in particular in the field of centrifugal microfluidics, which involves the processing of liquids in the nanoliter to milliliter range. Accordingly, the fluidic devices may have suitable dimensions in the micrometer range for handling corresponding volumes of fluid. In particular, embodiments of the invention can be applied to centrifugal microfluidic systems, as known for example under the name "Lab-on-a-Disk". An application focus of embodiments of the invention may be in the field of DNA extraction / purification. In this case, lysate and wash buffer are passed through a solid phase and then switched into a waste chamber. Next, an elution buffer is passed through the solid phase and switched to a separate outlet chamber and therefrom either processed or withdrawn. However, the invention is not limited to this field of application and may be used in other contexts requiring microfluidic switching of liquids.
Wird hierin der Ausdruck radial verwendet, so ist jeweils radial bezüglich des Rotationszentrums, um das das Fluidikmodul bzw. der Rotor drehbar ist, gemeint. Im Zentrifugalfeld ist somit eine radiale Richtung von dem Rotationszentrum weg radial abfallend und eine radiale Richtung zu dem Rotationszentrum hin ist radial ansteigend. Ein Fluidkanal, dessen Anfang näher am Rotationszentrum liegt als dessen Ende, ist somit radial abfallend, während ein Fluidkanal, dessen Anfang weiter vom Rotationszentrum entfernt ist als dessen Ende, radial ansteigend ist. Ein Kanal, der einen radial ansteigenden Abschnitt aufweist weist also Richtungskomponenten auf, die radial ansteigen bzw. radial nach innen verlaufen. Es ist klar, dass ein solcher Kanal nicht exakt entlang einer radialen Linie verlaufen muss, sondern in einem Winkel zu der radialen Linie verlaufen kann.As used herein, the term radial is meant to be radial with respect to the center of rotation about which the fluidic module or rotor is rotatable. Thus, in the centrifugal field, a radial direction is radially sloping away from the center of rotation and a radial direction toward the center of rotation is radially increasing. A fluid channel, the beginning of which is closer to the center of rotation than the end, is thus radially sloping, while a fluid channel, the beginning of which is farther from the center of rotation than its end, is radially increasing. A channel which has a radially rising section thus has directional components which rise radially or extend radially inwards. It is clear that such a channel does not have to run exactly along a radial line, but can run at an angle to the radial line.
Erfindungsgemäß hängt das Schalten durch einen von zumindest zwei Auslasskanälen von der Ausdehnungsrate des in der Kompressionskammer komprimierten Gases ab. Dabei müssen die Ausdehnungsraten nicht konstant sein. Lediglich in einem zeitlich begrenzten Abschnitt muss die erste Ausdehnungsrate größer als die zweite Ausdehnungsrate sein.According to the invention, the switching through one of at least two outlet channels depends on the rate of expansion of the gas compressed in the compression chamber. The expansion rates do not have to be constant. Only in a limited time period does the first expansion rate have to be greater than the second expansion rate.
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann bei der Drehung mit der erhöhten Drehfrequenz eine Drehung mit einer konstanten Drehfrequenz stattfinden, so dass ein Kräftegleichgewicht zwischen einem Druck, der durch das mittels der Flüssigkeit in der Kompressionskammer eingeschlossene und komprimierte Gas erzeugt wird, und einem entgegenwirkenden Zentrifugaldruck, der durch die Flüssigkeit in dem Einlasskanal und dem ersten und zweiten Auslasskanal erzeugt wird, entsteht.In embodiments of the invention, upon rotation at the increased rotational frequency, rotation may occur at a constant rotational frequency such that a balance of forces is created between pressure generated by the gas trapped and compressed in the compression chamber by the fluid and counteracting centrifugal pressure is generated by the liquid in the inlet channel and the first and second outlet channel arises.
Bezug nehmend auf die
Der Rotationskörper
Bei einem alternativen in
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung können das Fluidikmodul bzw. der Rotationskörper, das bzw. der die fluidischen Strukturen aufweist, aus einem beliebigen geeigneten Material gebildet sein, beispielsweise einem Kunststoff, wie PMMA (Polymethylmethacrylat), PC (Polycarbonat), PVC (Polyvinylchlorid) oder PDMS (Polydimethylsiloxan), Glas oder dergleichen. Der Rotationskörper
Ausführungsbeispiele von Fluidikstrukturen zur Implementierung erfindungsgemäßer Fluidikvorrichtungen werden nachfolgend Bezug nehmend auf die
Der erste Auslasskanal
Der zweite Auslasskanal
Unter Kompressionskammer ist hierin eine Kammer zu verstehen, die das Komprimieren eines kompressiblen Mediums ermöglicht. Bei Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung handelt es sich dabei um eine nicht entlüftete Kammer. Bei Ausführungsbeispielen weist die Kompressionskammer mit Ausnahme des Fluideinlasses und der zwei oder mehr Fluidauslässe keine weiteren Fluidöffnungen auf. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann die Kompressionskammer über einen optionalen zusätzlichen Kanal
Über die Flüssigkeitseinlässe
Ausgehend von der in
Anders ausgedrückt entscheidet bei einer anschließenden Verminderung der Drehfrequenz auf eine niedrige Drehfrequenz, von beispielsweise 15 Hz, die Geschwindigkeit, mit welcher die Drehfrequenz verringert wird, durch welchen Auslasskanal, d. h. Siphon, die prozessierte Flüssigkeit abläuft. Bei einer langsamen Verminderung der Drehfrequenz, beispielsweise mit einer Rate von weniger als 5 Hz/s, dehnt sich das Gasvolumen langsam aus und die Flüssigkeit wird langsam aus der Kompressionskammer verdrängt. Dadurch steigt der Flüssigkeitsstand im ersten Auslasskanal
Erfolgt alternativ ausgehend von dem in
Nachdem bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel Flüssigkeit nur dann durch den zweiten Auslasskanal
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel weist die Sedimentationskammer
Wie oben beschrieben wurde, kann der zweite Auslasskanal
Eine alternative Ausgestaltung eines Volumenpuffers ist in
Ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Fluidikvorrichtung, die für eine Nukleinsäureaufreinigung mit einer Einschritt-Reinigung geeignet ist, wird nunmehr Bezug nehmend auf
Wie in
In der Einlasskammer
Zur Aufreinigung von Nukleinsäure im sogenannten Ein-Schritt-Verfahren (One-Step-Verfahren) wird der Sorbent zunächst mit einem Puffer
Im nächsten Schritt wird der Sorbent (die Säule) durch die eigentliche Probenflüssigkeit
Bei Ausführungsbeispielen kann der Einlasskanal einen höheren oder niedrigeren Strömungswiderstand aufweisen als die Auslasskanäle.In embodiments, the inlet channel may have a higher or lower flow resistance than the outlet channels.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eignen sich zu einer Bakterien-DNA-Extraktion aus Vollblut, siehe beispielsweise das in
Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen einen zentrifugo-dynamischen Schalter, der das Spektrum zentrifugaler Schalter erweitert, indem beispielsweise variable Drehzahlverminderungssraten gezielt genutzt werden können. Somit eignen sich Ausführungsbeispiele der Erfindung insbesondere für komplexe fluidische Vorgänge. Für die Sepsisdiagnostik, welche die Detektion bakterieller Infektionen im Blut (Blutvergiftung) ermöglicht, sind komplexe Prozessabläufe mit einer Vielzahl von Einzelschritten nötig. So erfordert die hochsensitive Pathogendiagnostik Einzelschritte zum Mischen von Flüssigkeiten, zum Sedimentieren der Bakterien, zum Abführen des Überstandes in eine Ablaufkammer bzw. auf eine Silikasäule und zum Resuspendieren des Sediments. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung eignen sich für eine Automatisierung derartiger Prozessabläufe auf einer zentrifugalen mikrofluidischen Plattform, für die fluidische Schalter nötig werden, die Flüssigkeit, von einem Einlasskanal kommend, wahlweise in zwei oder mehr verschiedene Auslasskanäle ableiten kann.Embodiments of the invention provide a centrifugal-dynamic switch that extends the spectrum of centrifugal switches by, for example, selectively utilizing variable speed reduction rates. Thus, embodiments of the invention are particularly suitable for complex fluidic processes. For sepsis diagnostics, which enables the detection of bacterial infections in the blood (blood poisoning), complex process sequences with a multitude of individual steps are necessary. Thus, the highly sensitive pathogen diagnostics requires individual steps for mixing liquids, sedimenting bacteria, removing the supernatant into a drainage chamber or on a silica column and resuspending the sediment. Embodiments of the present invention are suitable for automating such processes on a centrifugal microfluidic platform, which may require fluidic switches that can selectively divert liquid from an inlet channel into two or more different outlet channels.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind zwei Auslasskanäle vorgesehen. Bei alternativen Ausführungsbeispielen kann eine größere Anzahl von Auslasskanälen vorgesehen sein, die jeweils Siphon-Strukturen aufweisen können, deren Scheitel an unterschiedlichen radialen Positionen angeordnet sein kann. Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde Flüssigkeit entweder durch den einen Auslasskanal oder den anderen Auslasskanal geschaltet. Bei alternativen Ausführungsbeispielen können bei einer mittelschnellen Verringerung der Drehzahl beide (oder noch weitere) Siphons gefüllt werden. Auf diese Weise kann Flüssigkeit auf mehrere verschiedene Pfade verteilt werden, so dass eine Aliquotierung erreicht werden kann.In the described embodiments, two outlet channels are provided. In alternative embodiments, a larger number of outlet channels may be provided, each of which may have siphon structures whose apex may be located at different radial positions. In the embodiments described, liquid was switched either through the one outlet channel or the other outlet channel. In alternative embodiments, with medium speed reduction, both (or even more) siphons may be filled. In this way, liquid can be distributed in several different paths, so that an aliquot can be achieved.
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung können Kanalquerschnitte der Auslasskanäle, z. B. der Siphons im Bereich von wenigen 10 μm bis einigen 100 μm liegen. Dabei können sich die Kanalquerschnitte (beispielsweise Kanaldurchmesser) des Hochwiderstands-Bereichs (zweiter Auslasskanal) und des Niedrigwiderstands-Bereichs (erster Auslasskanal) je nach Auslegung der Struktur und je nach Flüssigkeitseigenschaften um nur wenige 10% oder auch um mehrere 100% unterscheiden. Die genaue Dimensionierung der Kanalwiderstände hängt von den Flüssigkeitseigenschaften und weiteren geometrischen Parametern, beispielsweise der Länge der jeweiligen Kanäle usw. ab, wobei eine entsprechende Dimensionierung zum Erreichen der angestrebten Wirkung für Fachleute ohne Weiteres implementiert werden kann.In embodiments of the invention, channel cross sections of the outlet channels, for. B. the siphons in the range of a few 10 microns to a few 100 microns. In this case, the channel cross sections (for example channel diameter) of the high resistance region (second outlet channel) and the low resistance region (first outlet channel) may differ by only a few 10% or even by several 100%, depending on the design of the structure and on the liquid properties. The exact dimensioning of the channel resistances depends on the liquid properties and other geometrical parameters, for example the length of the respective channels, etc., wherein appropriate dimensioning for achieving the desired effect can be readily implemented by those skilled in the art.
Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung findet nur ein Schaltvorgang durch jeweils einen der Auslasskanäle statt. Die Schaltvorgänge können jedoch bei allen Implementierungen beliebig oft wiederholt werden, wobei die Reihenfolge der Schaltvorgänge beliebig gewählt werden kann. Des Weiteren kann bei allen Implementierungen einer oder mehrere Auslasskanäle in eine zum Eingangskanal führende Fluidstruktur rückgeführt werden, womit eine Rezirkulation der prozessierenden Fluide ermöglicht wird.In embodiments of the invention, only one switching operation takes place in each case by one of the outlet channels. However, the switching operations can be repeated as often as desired in all implementations, wherein the order of the switching operations can be selected arbitrarily. Furthermore, in all implementations, one or more outlet channels may be recirculated to a fluid pathway leading to the input channel, thereby allowing recirculation of the processing fluids.
Bei Ausführungsbeispielen ist der erste Strömungswiderstand geringer als der zweite Strömungswiderstand, so dass der Flüssigkeitsfluss durch den zweiten Auslasskanal stark begrenzt wird. In alternativen Ausführungsbeispielen kam der erste Strömungswiderstand auch höher sein, als der zweite Strömungswiderstand, wenn ein Volumenpuffer im Volumensiphon groß genug ist, um das entsprechende Flüssigkeitsvolumen aufzunehmen.In embodiments, the first flow resistance is less than the second flow resistance, so that the fluid flow through the second outlet channel is greatly limited. In alternative embodiments, the first flow resistance also came to be higher than the second flow resistance when a volume buffer in the bulk siphon is large enough to receive the corresponding volume of liquid.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen somit Fluidikstrukturen, die mindestens eine Kammer zum Einschluss und zur Kompression eines kompressiblen Mediums und mindestens einen Einlasskanal und mindestens zwei Auslasskanäle aufweisen, wobei mindestens einer der Auslasskanäle hydrodynamisch befüllt wird, d. h. aufgrund verschiedener hydraulischer Widerstände gegenüber den Einlasskanälen oder anderen Auslasskanälen. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung ist mindestens einer der Auslasskanäle Volumen-gesteuert, d. h. der oder die Auslasskanäle werden durch hydrostatischen Druck befüllt. Bei Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Ausdehnung des kompressiblen Mediums durch Verringerung der Drehfrequenz des Rotors aktuiert werden. Bei alternativen Ausführungsbeispielen der Erfindung kann die Ausdehnung des kompressiblen Mediums durch thermische Ausdehnung aktuiert werden. Bei wiederum alternativen Ausführungsbeispielen kann die Ausdehnung des kompressiblen Mediums durch chemische Reaktionen aktuiert werden.Embodiments of the present invention thus provide fluidic structures having at least one chamber for confining and compressing a compressible medium and at least one inlet channel and at least two outlet channels, wherein at least one of the outlet channels is filled hydrodynamically, i. H. due to various hydraulic resistances to the inlet channels or other outlet channels. In embodiments of the invention, at least one of the exhaust ports is volume controlled, i. H. the outlet channel (s) are filled by hydrostatic pressure. In embodiments of the invention, the expansion of the compressible medium can be actuated by reducing the rotational frequency of the rotor. In alternative embodiments of the invention, the expansion of the compressible medium may be actuated by thermal expansion. In yet alternative embodiments, the expansion of the compressible medium can be actuated by chemical reactions.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ermöglichen somit die Implementierung zentrifugo-pneumatischer Schalter, die Flüssigkeiten von einem Einlasskanal in einen von zwei Auslasskanälen oder in beide Auslasskanäle leiten können sowie zurück in den Eingangskanal. Das Schalten der Flüssigkeit kann in beliebiger Reihenfolge stattfinden. Ferner kann der Schalter beliebig oft verwendet werden. Der Schalter ist weitgehend unabhängig von Benutzungs- und Materialeigenschaften, insbesondere unabhängig von Oberflächenspannung und Kontaktwinkel. Bei Ausführungsbeispielen kann die Aktuierung ausschließlich durch Zentrifugation erfolgen.Embodiments of the present invention thus allow for the implementation of centrifugal pneumatic switches that can direct liquids from an inlet channel into one of two outlet channels or into both outlet channels and back into the inlet channel. The switching of the liquid can take place in any order. Furthermore, the switch can be used as often as desired. The switch is largely independent of the user and material properties, in particular independent of surface tension and contact angle. In embodiments, the actuation can be done exclusively by centrifugation.
Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen somit eine Fluidikvorrichtung mit Fluidikstrukturen, die über mindestens eine Kammer zum Einschluss und zur Kompression einer kompressiblen Mediums und mindestens einen Einlasskanal und mindestens zwei Auslasskanälen verfügen. Dabei wird mindestens einer der Auslasskanäle hydrodynamisch befüllt, d. h. aufgrund verschiedener geometrischer Auslegungen gegenüber dem oder den Einlasskanälen oder anderer Auslasskanälen.Embodiments of the invention thus provide a fluidic device having fluidic structures which have at least one chamber for confining and compressing a compressible medium and at least one inlet channel and at least two outlet channels. In this case, at least one of the outlet channels is filled hydrodynamically, d. H. due to various geometric layouts with respect to the inlet duct or ducts.
Ausführungsbeispiele der Erfindung schaffen gegenüber dem Stand der Technik zahlreiche Vorteile. So ist kein Wechsel der Drehrichtung für den Schaltvorgang notwendig. Ferner sind keine exakt definierten Eingangs-Flüssigkeitsvolumina für den Schaltvorgang notwendig und die Geometrie ist in größeren Grenzen variierbar. Bei Ausführungsbeispielen sind weder lokale noch großflächige Beschichtungen notwendig. Ferner sind keine externen aktiven Komponenten notwendig. Das Schalten erfolgt durch die hohen Drehfrequenzen weitgehend unabhängig von Benetzungseigenschaften der Flüssigkeiten und Oberflächen. Das mehrmalige Schalten von Flüssigkeiten in verschiedene Kammern ist möglich, beispielsweise ein Schalten einer ersten Flüssigkeit über den ersten Auslasskanal in eine erste Kammer, einer zweiten Flüssigkeit über den zweiten Auslasskanal in eine zweite Kammer, und einer dritten Flüssigkeit über den ersten Auslasskanal wieder in die erste Kammer.Embodiments of the invention provide numerous advantages over the prior art. So no change of the direction of rotation for the switching operation is necessary. Furthermore, no exactly defined input liquid volumes are necessary for the switching operation and the geometry can be varied within larger limits. In embodiments, neither local nor large-scale coatings are necessary. Furthermore, no external active components are necessary. The switching is done by the high rotational frequencies largely independent of wetting properties of the liquids and surfaces. The repeated switching of liquids in different chambers is possible, for example switching a first liquid via the first outlet channel in a first chamber, a second liquid via the second outlet channel in a second chamber, and a third liquid via the first outlet channel back into the first Chamber.
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DE (1) | DE102013203293B4 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018162413A1 (en) | 2017-03-10 | 2018-09-13 | Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. | Centrifugo-pneumatic switching of liquid |
CN109939754A (en) * | 2019-04-11 | 2019-06-28 | 石家庄禾柏生物技术股份有限公司 | A kind of liquid delivery module based on centrifugal force |
WO2022221764A1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-10-20 | The Regents Of The University Of California | A recirculation mechanism using elastic membrane |
DE102022106693B3 (en) | 2022-03-22 | 2023-03-16 | Dermagnostix GmbH | Centrifugal Microfluidic Biochip |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6100234B2 (en) | 2011-03-28 | 2017-03-22 | バイオサーフィット、 ソシエダッド アノニマ | Liquid switching, dosing and pumping |
DE102013219929B4 (en) | 2013-10-01 | 2015-07-30 | Albert-Ludwigs-Universität Freiburg | Fluidic module, apparatus and method for aliquoting a fluid |
DE102014211121A1 (en) * | 2014-06-11 | 2015-12-17 | Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. | FLUIDIKMODUL, DEVICE AND METHOD FOR HANDLING LIQUID |
WO2017103029A1 (en) * | 2015-12-16 | 2017-06-22 | Biosurfit, S.A. | A device and method for handling liquid |
DE102016207845B4 (en) | 2016-05-06 | 2018-04-12 | Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. | Fluid handling device and method of fluid handling |
US10525470B2 (en) | 2016-06-09 | 2020-01-07 | Biosurfit, S.A. | Liquid flow control |
CN109946469B (en) * | 2019-04-11 | 2024-03-26 | 石家庄禾柏生物技术股份有限公司 | Device for conveying liquid to disc center direction |
CN110013780A (en) * | 2019-04-11 | 2019-07-16 | 石家庄禾柏生物技术股份有限公司 | A kind of structure mixed using bubble |
CN109941949A (en) * | 2019-04-11 | 2019-06-28 | 石家庄禾柏生物技术股份有限公司 | To the device of disk center position conveying liquid |
CN109884330B (en) * | 2019-04-11 | 2024-03-26 | 石家庄禾柏生物技术股份有限公司 | Device for delivering liquid to disc axle center direction |
DE102020207628B4 (en) | 2020-06-19 | 2023-01-19 | Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. | DIVIDING A LIQUID FLOW TO AN ACTIVE SOLID PHASE |
DE102022203875B3 (en) | 2022-04-20 | 2023-06-15 | Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. | HANDLING TWO VOLUMES OF LIQUID |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030207457A1 (en) * | 1993-09-01 | 2003-11-06 | Kopf-Sill Anne R. | Modified siphons for improving metering precision |
US20080110500A1 (en) * | 2005-03-09 | 2008-05-15 | The Regents Of The University Of California | Microfluidic Valve Liquids |
US20090111190A1 (en) * | 2005-04-14 | 2009-04-30 | Gyros Patent Ab | Meander |
DE102008003979B3 (en) * | 2008-01-11 | 2009-06-10 | Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. | Fluidic device, fluidic module and method for handling a fluid |
US20100135859A1 (en) * | 2007-05-08 | 2010-06-03 | The Regents Of The University Of California | Microfluidic device having regulated fluid transfer between elements located therein |
DE102009050979A1 (en) * | 2009-10-28 | 2011-05-05 | Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. | Device for controlling a fluid flow, comprises a substrate having fluid providing area that branches itself into first and second fluid channels, where a first fluid chamber is fluidically coupled with the fluid providing area |
US20120039769A1 (en) * | 2010-08-13 | 2012-02-16 | National Taiwan University | Disk-based fluid sample collection device |
US20120295781A1 (en) * | 2011-04-18 | 2012-11-22 | The Regents Of The University Of California | Microfluidic device for whole blood sample preparation |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006093978A2 (en) | 2005-03-02 | 2006-09-08 | The Regents Of The University Of California | Flow switching on a multi-structured microfluidic cd (compact disc) using coriolis force |
-
2013
- 2013-02-27 DE DE102013203293.5A patent/DE102013203293B4/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20030207457A1 (en) * | 1993-09-01 | 2003-11-06 | Kopf-Sill Anne R. | Modified siphons for improving metering precision |
US20080110500A1 (en) * | 2005-03-09 | 2008-05-15 | The Regents Of The University Of California | Microfluidic Valve Liquids |
US20090111190A1 (en) * | 2005-04-14 | 2009-04-30 | Gyros Patent Ab | Meander |
US20100135859A1 (en) * | 2007-05-08 | 2010-06-03 | The Regents Of The University Of California | Microfluidic device having regulated fluid transfer between elements located therein |
DE102008003979B3 (en) * | 2008-01-11 | 2009-06-10 | Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. | Fluidic device, fluidic module and method for handling a fluid |
DE102009050979A1 (en) * | 2009-10-28 | 2011-05-05 | Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. | Device for controlling a fluid flow, comprises a substrate having fluid providing area that branches itself into first and second fluid channels, where a first fluid chamber is fluidically coupled with the fluid providing area |
US20120039769A1 (en) * | 2010-08-13 | 2012-02-16 | National Taiwan University | Disk-based fluid sample collection device |
US20120295781A1 (en) * | 2011-04-18 | 2012-11-22 | The Regents Of The University Of California | Microfluidic device for whole blood sample preparation |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018162413A1 (en) | 2017-03-10 | 2018-09-13 | Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. | Centrifugo-pneumatic switching of liquid |
DE102017204002B4 (en) | 2017-03-10 | 2019-05-23 | Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. | CENTRIFUGO-PNEUMATIC SWITCHING OF LIQUID |
US11141728B2 (en) | 2017-03-10 | 2021-10-12 | Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.V. | Centrifugo-pneumatic switching of liquid |
CN109939754A (en) * | 2019-04-11 | 2019-06-28 | 石家庄禾柏生物技术股份有限公司 | A kind of liquid delivery module based on centrifugal force |
WO2022221764A1 (en) * | 2021-04-16 | 2022-10-20 | The Regents Of The University Of California | A recirculation mechanism using elastic membrane |
DE102022106693B3 (en) | 2022-03-22 | 2023-03-16 | Dermagnostix GmbH | Centrifugal Microfluidic Biochip |
WO2023179810A1 (en) | 2022-03-22 | 2023-09-28 | Dermagnostix GmbH | Centrifugal microfluidic biochip |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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