DE102016209904A1 - Method and microfluidic device for processing a sample of biological material - Google Patents

Method and microfluidic device for processing a sample of biological material Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verarbeiten einer Probe biologischen Materials. Das Verfahren weist einen Schritt des Vermischens einer Probenlösung (102), die ein Transportmedium und die Probe enthält, mit einer Prozessierungslösung (104) auf, die eine chaotrope Verbindung enthält, um ein Ausgangsgemisch (106) zu erzeugen.The invention relates to a method for processing a sample of biological material. The method includes a step of mixing a sample solution (102) containing a transport medium and the sample with a processing solution (104) containing a chaotrope compound to produce a starting mixture (106).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention is based on a device or a method according to the preamble of the independent claims.

Eine Nachweismethodik in der klinischen Diagnostik kann sich insbesondere kulturbasierter Methoden, beispielsweise ein Ausplattieren einer Patientenprobe oder kultivierten Patientenprobe, und zusätzlich oder alternativ molekularbiologischer Methoden bedienen, beispielsweise PCR (polymerase chain reaction; Polymerase-Kettenreaktion), Sequenzierung oder Mikroarray-Analysen.A detection methodology in clinical diagnostics can be used in particular for culture-based methods, for example plating out a patient sample or cultured patient sample, and additionally or alternatively molecular biological methods, for example PCR (polymerase chain reaction), sequencing or microarray analyzes.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz ein Verfahren und eine mikrofluidische Vorrichtung sowie eine Verwendung einer Prozessierungslösung gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.Against this background, a method and a microfluidic device and a use of a processing solution according to the main claims are presented with the approach presented here. The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim device are possible.

Gemäß Ausführungsformen kann insbesondere eine Prozessierungslösung bereitgestellt werden, die eine chaotrope Verbindung enthält und mit einer flüssigen oder verflüssigten Probe biologischen Materials, die beispielsweise nachzuweisende Zellen oder Moleküle aufweist, vermischt werden kann. Hierbei kann eine Vermischung der Prozessierungslösung mit einer Probenlösung insbesondere am Beginn einer Probenaufbereitung erfolgen, beispielsweise nach einem Transport der Probe an einen Analyseort oder zu einer Analyseeinrichtung. Die Prozessierungslösung kann insbesondere in Verbindung mit mikrofluidischen Systemen oder Laborroutinen eingesetzt werden, die beispielsweise zur Diagnose von Infektionskrankheiten verwendet werden können.In particular, according to embodiments, a processing solution may be provided which contains a chaotropic compound and may be mixed with a liquid or liquefied sample of biological material having, for example, cells or molecules to be detected. In this case, the processing solution can be mixed with a sample solution, in particular at the beginning of a sample preparation, for example after a transport of the sample to an analysis location or to an analysis device. The processing solution can be used in particular in connection with microfluidic systems or laboratory routines that can be used, for example, for the diagnosis of infectious diseases.

Vorteilhafterweise kann gemäß Ausführungsformen insbesondere eine Filtergängigkeit einer Probenlösung, beispielsweise einer Amies-Mediumhaltigen Probe, durch Vermischen mit der Prozessierungslösung erhöht werden. Durch Vermischen des Stoffgemischs der Prozessierungslösung mit der Probenlösung kann bei anschließender Filtration beispielsweise ein Verstopfen eines Filters oder im Falle einer Zentrifugation eine Pelletbildung von Salzen und Schwebstoffen verhindert oder minimiert werden. Dadurch kann insbesondere ein prozessierbares Volumen einer Probenlösung erhöht und damit eine Sensitivität einer Analyse oder Verarbeitung der Probe gesteigert werden. Somit kann in Abhängigkeit von einer initial in der Probenlösung vorhandenen Anzahl von nachzuweisenden Zellen oder Molekülen beispielsweise eine Kultivierung oder Inkubation zur Anreicherung der Zellen oder Moleküle eingespart oder zumindest verkürzt werden. Es kann somit eine vorteilhafte Prozessierung bzw. Verarbeitung der Probe realisiert werden, indem insbesondere Filter mit verkleinerten Durchmesser und reduzierter Porengröße verwendet werden können.Advantageously, according to embodiments, in particular a filterability of a sample solution, for example a sample containing Amies medium, can be increased by mixing with the processing solution. By mixing the substance mixture of the processing solution with the sample solution can be prevented or minimized in subsequent filtration, for example, clogging of a filter or in the case of centrifugation, pelletization of salts and suspended solids. As a result, in particular a processable volume of a sample solution can be increased and thus a sensitivity of an analysis or processing of the sample can be increased. Thus, depending on an initially existing in the sample solution number of cells or molecules to be detected, for example, a cultivation or incubation to enrich the cells or molecules can be saved or at least shortened. It can thus be realized an advantageous processing or processing of the sample, in particular filters with reduced diameter and reduced pore size can be used.

Es wird ein Verfahren zum Verarbeiten einer Probe biologischen Materials vorgestellt, wobei das Verfahren zumindest folgenden Schritt aufweist:
Vermischen einer Probenlösung, die ein Transportmedium und die Probe enthält, mit einer Prozessierungslösung, die eine chaotrope Verbindung enthält, um ein Ausgangsgemisch zu erzeugen.A method for processing a sample of biological material is presented, the method having at least the following step:
Mixing a sample solution containing a transport medium and the sample with a processing solution containing a chaotropic compound to produce a starting mixture.

Der Schritt des Vermischens kann unter Verwendung einer mikrofluidischen Vorrichtung beispielsweise in Form eines Lab-on-Chip-Systems durchgeführt werden. Somit eignet sich das Verfahren zum Verarbeiten der Probe unter Verwendung oder innerhalb einer mikrofluidischen Vorrichtung. Die Probe biologischen Materials kann nachzuweisende Moleküle und zusätzlich oder alternativ nachzuweisende Zellen aufweisen.The mixing step may be carried out using a microfluidic device, for example in the form of a lab-on-chip system. Thus, the method is suitable for processing the sample using or within a microfluidic device. The sample of biological material may comprise molecules to be detected and additionally or alternatively to be detected cells.

Gemäß einer Ausführungsform kann die im Schritt des Vermischens mit der Probenlösung vermischte Prozessierungslösung in einem Puffer gelöstes Guanidiniumthiocyanat aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann das Transportmedium der im Schritt des Vermischens mit der Prozessierungslösung vermischten Probenlösung ein Amies-Medium oder ein anderes Transportmedium, z. B. UTM-RTTM, aufweisen. Der Puffer kann ein Phosphatpuffer oder dergleichen sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Filtergängigkeit der Probenlösung bzw. des so zusammengesetzten Ausgangsgemischs durch die Prozessierungslösung verbessert werden kann. Diese Wirkung ist zudem pH-unabhängig oder pH-unempfindlich.According to one embodiment, the processing solution mixed in the step of mixing with the sample solution may comprise guanidinium thiocyanate dissolved in a buffer. Additionally or alternatively, the transport medium of the sample solution mixed in the step of mixing with the processing solution may be an Amies medium or another transport medium, e.g. UTM-RT ™ . The buffer may be a phosphate buffer or the like. Such an embodiment offers the advantage that a filterability of the sample solution or of the thus composed starting mixture can be improved by the processing solution. This effect is also pH independent or pH insensitive.

Auch kann im Schritt des Vermischens ein Ausgangsgemisch erzeugt werden, das eine Konzentration der chaotropen Verbindung aufweist, bei der die chaotrope Verbindung eine Molmasse von mindestens 1,5 M oder mindestens 1,67 M aufweist. Insbesondere kann eine Molmasse von Guanidiniumthiocyanat mindestens 1,67 M betragen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Filtergängigkeit der Probenlösung bzw. des Ausgangsgemischs weiter verbessert werden kann.Also, in the mixing step, a starting mixture having a concentration of the chaotropic compound in which the chaotrope compound has a molecular weight of at least 1.5 M or at least 1.67 M can be produced. In particular, a molecular weight of guanidinium thiocyanate can be at least 1.67M. Such an embodiment offers the advantage that a filterability of the sample solution or of the starting mixture can be further improved.

Ferner kann im Schritt des Vermischens die Prozessierungslösung zu der Probenlösung oder die Probenlösung zu der Prozessierungslösung zugegeben werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein Verfahrensablauf flexibel und unabhängig an verschiedene Anwendungen und Anforderungen angepasst werden kann.Further, in the mixing step, the processing solution may be added to the sample solution or the sample solution may be added to the processing solution. Such an embodiment offers the advantage that a procedure can be flexibly and independently adapted to different applications and requirements.

Insbesondere können im Schritt des Vermischens die Prozessierungslösung und die Probenlösung in einer Mischkammer vermischt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine zuverlässige und gründliche Vermischung erreicht werden kann. Alternativ können die Prozessierungslösung und die Probenlösung in einem Probengefäß oder einem Transportgefäß vermischt werden. In particular, in the mixing step, the processing solution and the sample solution may be mixed in a mixing chamber. Such an embodiment offers the advantage that a reliable and thorough mixing can be achieved. Alternatively, the processing solution and the sample solution may be mixed in a sample vessel or transport vessel.

Zudem kann das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens der Probenlösung und zusätzlich oder alternativ der Prozessierungslösung in zumindest einer Eingabekammer oder der Probenlösung in einer Eingabekammer und der Prozessierungslösung in einer während einer Fertigung der mikrofluidischen Vorrichtung einlegbaren Speichereinrichtung aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Flexibilität bzw. Anpassbarkeit eines Verfahrensablaufs hinsichtlich der Startlösungen erhöht werden kann.In addition, the method may include a step of providing the sample solution and additionally or alternatively the processing solution in at least one input chamber or the sample solution in an input chamber and the processing solution in a storage device that can be inserted during production of the microfluidic device. Such an embodiment offers the advantage that a flexibility or adaptability of a method sequence with regard to the starting solutions can be increased.

Gemäß einer Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Filterns des Ausgangsgemischs, einen Schritt des Durchführens einer Lyse eines Filterrückstands des gefilterten Ausgangsgemischs, um ein Lysat zu erzeugen, optional einen Schritt des Bewirkens einer Adsorption nachzuweisender Moleküle und zusätzlich oder alternativ Zellen in dem Lysat an eine Festphase unter Verwendung eines Bindepuffers und zusätzlich oder alternativ einen Schritt des Ausführens einer Desorption der Moleküle und zusätzlich oder alternativ der Zellen von der Festphase unter Verwendung eines Elutionspuffers aufweisen, um ein Eluat zu erzeugen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine technisch unaufwendige Vorbereitung einer Probe auf eine Analyse erreicht werden kann.According to one embodiment, the method may comprise a step of filtering the starting mixture, a step of lysing a filter residue of the filtered starting mixture to produce a lysate, optionally a step of effecting adsorption of molecules to be detected and additionally or alternatively cells in the lysate Solid phase using a binding buffer and additionally or alternatively a step of carrying out a desorption of the molecules and additionally or alternatively the cells of the solid phase using an elution buffer to produce an eluate. Such an embodiment offers the advantage that a technically inexpensive preparation of a sample can be achieved on an analysis.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann das Verfahren einen Schritt des Bewirkens einer Adsorption nachzuweisender Moleküle und zusätzlich oder alternativ Zellen des Ausgangsgemischs an eine Mehrzahl von Partikeln, einen Schritt des Trennens einer Festphase mit den an den Partikeln adsorbierten Molekülen und zusätzlich oder alternativ Zellen von einer Flüssigphase und einen Schritt des Durchführens einer Lyse der adsorbierten Moleküle und zusätzlich oder alternativ Zellen aufweisen, um ein Lysat zu erzeugen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein Verfahrensablauf mit einer verbesserten Anpassung an eine zumindest teilweise automatisierte Ausführung realisiert werden kann. Dabei können die Schritte beispielsweise in einem Probenvorbereitungsautomat durchgeführt werden.According to another embodiment, the method may comprise a step of effecting adsorption of molecules to be detected and additionally or alternatively cells of the starting mixture to a plurality of particles, a step of separating a solid phase with the molecules adsorbed on the particles and additionally or alternatively cells of a liquid phase and a step of lysing the adsorbed molecules and additionally or alternatively having cells to produce a lysate. Such an embodiment offers the advantage that a method sequence with an improved adaptation to an at least partially automated design can be realized. The steps can be carried out, for example, in a sample preparation machine.

Beispielsweise kann im Schritt des Durchführens der Lyse eine enzymatische, eine chemische und zusätzlich oder alternativ eine physikalische Lyse durchgeführt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass abhängig von jeweiligen Anforderungen eine geeignete Aufschlussmethode oder Kombination von Aufschlussmethoden eingesetzt werden kann.For example, in the step of performing the lysis, an enzymatic, a chemical and additionally or alternatively a physical lysis can be performed. Such an embodiment offers the advantage that, depending on the respective requirements, a suitable digestion method or combination of digestion methods can be used.

Als Festphase kann ein Silikafilter oder silikabeschichtete und können zusätzlich oder können alternativ magnetische Partikel verwendet werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Trennung von Begleitsubstanzen und nachzuweisenden Stoffen vereinfacht werden kann.The solid phase may be a silica filter or silica-coated and may additionally or alternatively magnetic particles may be used. Such an embodiment offers the advantage that a separation of accompanying substances and substances to be detected can be simplified.

Zudem kann das Verfahren einen Schritt des Analysierens des Eluats oder des Lysats aufweisen. Hierbei können die nachzuweisenden Moleküle und zusätzlich oder alternativ Zellen quantitativ und zusätzlich oder alternativ qualitativ analysiert werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass ein molekularbiologischer Nachweis, beispielsweise eine qualitative Polymerase-Kettenreaktion oder quantitative Polymerase-Kettenreaktion in Echtzeit, unter Verwendung des Eluats oder des Lysats zuverlässig und genau erfolgen kann.In addition, the method may include a step of analyzing the eluate or the lysate. Here, the molecules to be detected and, additionally or alternatively, cells can be quantitatively and additionally or alternatively qualitatively analyzed. Such an embodiment offers the advantage that a molecular biological detection, for example a qualitative polymerase chain reaction or quantitative polymerase chain reaction in real time, can be carried out reliably and accurately using the eluate or the lysate.

Zusätzlich kann das Verfahren einen Schritt des Waschens eines Filterrückstands des gefilterten Ausgangsgemischs unter Verwendung einer Waschlösung und zusätzlich oder alternativ einen weiteren Schritt des Waschens der adsorbierten Moleküle und zusätzlich oder alternativ Zellen unter Verwendung einer Waschlösung aufweisen. Alternativ kann das Verfahren einen Schritt des Waschens der Festphase unter Verwendung einer Waschlösung aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Reinheit des Eluats oder des Lysats erhöht werden kann und somit eine Genauigkeit einer Analyse weiter gesteigert werden kann.In addition, the method may comprise a step of washing a filter residue of the filtered feed mixture using a wash solution and additionally or alternatively a further step of washing the adsorbed molecules and additionally or alternatively cells using a wash solution. Alternatively, the method may include a step of washing the solid phase using a wash solution. Such an embodiment offers the advantage that a purity of the eluate or of the lysate can be increased and thus an accuracy of an analysis can be further increased.

Es wird auch eine mikrofluidische Vorrichtung zum Verarbeiten einer Probe biologischen Materials vorgestellt, wobei die mikrofluidische Vorrichtung zumindest folgendes Merkmal aufweist:
eine Einrichtung zum Vermischen einer Probenlösung, die ein Transportmedium und die Probe enthält, mit einer Prozessierungslösung, die eine chaotrope Verbindung enthält, um ein Ausgangsgemisch zu erzeugen.A microfluidic device for processing a sample of biological material is also presented, wherein the microfluidic device has at least the following feature:
means for mixing a sample solution containing a transport medium and the sample with a processing solution containing a chaotropic compound to produce a starting mixture.

Die mikrofluidische Vorrichtung kann ausgebildet sein, um Schritte einer Ausführungsform des vorstehend genannten Verfahrens auszuführen. Es kann eine Ausführungsform des vorstehend genannten Verfahrens in Verbindung mit oder unter Verwendung der mikrofluidischen Vorrichtung ausgeführt werden. Die Einrichtung zum Vermischen kann zumindest eine Eingabekammer und zusätzlich oder alternativ eine Speichereinrichtung aufweisen. Ferner kann die Einrichtung zum Vermischen zumindest eine Fördereinrichtung zum Fördern von Fluid aufweisen.The microfluidic device may be configured to perform steps of one embodiment of the above method. An embodiment of the above method may be practiced in conjunction with or using the microfluidic device. The device for mixing can have at least one input chamber and additionally or alternatively a memory device. Furthermore, the means for mixing may comprise at least one conveying device for conveying fluid.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die mikrofluidische Vorrichtung als eine auswechselbare Kartusche ausgeführt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass in einem mikrofluidischen System für unterschiedliche Prozesse bzw. Analysen die Kartusche einfach und schnell ausgewechselt bzw. ersetzt werden kann. According to one embodiment, the microfluidic device may be designed as a replaceable cartridge. Such an embodiment offers the advantage that in a microfluidic system for different processes or analyzes, the cartridge can be easily and quickly replaced or replaced.

Es wird ferner eine Verwendung einer Prozessierungslösung, die eine chaotrope Verbindung enthält, zum Vermischen mit einer Probenlösung, die ein Transportmedium und eine Probe biologischen Materials enthält, um ein Ausgangsgemisch zu erzeugen, zum Verarbeiten der Probe vorgestellt.There is also presented a use of a processing solution containing a chaotrope compound for mixing with a sample solution containing a transport medium and a sample of biological material to produce a starting mixture for processing the sample.

Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:Embodiments of the approach presented here are shown in the drawings and explained in more detail in the following description. It shows:

1 eine schematische Darstellung einer mikrofluidischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; 1 a schematic representation of a microfluidic device according to an embodiment;

2 eine schematische Darstellung einer mikrofluidischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; 2 a schematic representation of a microfluidic device according to an embodiment;

3 eine schematische Darstellung einer mikrofluidischen Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel; 3 a schematic representation of a microfluidic device according to an embodiment;

4 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Verarbeiten gemäß einem Ausführungsbeispiel; und 4 a flowchart of a method for processing according to an embodiment; and

5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Verarbeiten gemäß einem Ausführungsbeispiel. 5 a flowchart of a method for processing according to an embodiment.

Bevor Ausführungsbeispiele beschrieben werden, sollen zunächst Hintergründe und Grundlagen einer Verarbeitung von Proben biologischen Materials erläutert werden.Before describing exemplary embodiments, first of all background and principles of a processing of samples of biological material will be explained.

Häufig verwendete Probennahmebestecke sind beispielsweise Tupfer bzw. sogenannte Swabs, die typischerweise aus einem Stäbchen aus Holz oder Kunststoff mit endständig gewickelten Baumwollfasern oder beflockten Nylonfasern bestehen. Diese werden nach einer Probennahme beispielsweise für eine Kultivierung auf einer Agarplatte abgestrichen oder in eine Nährlösung überführt. Einen Sonderfall stellen Probennahme-Systeme dar, die aus einem Swab und einem speziellen Transportmedium für Zellen bestehen. Dabei wird beispielsweise eine Patientenprobe mit einem Swab entnommen und anschließend in ein Transportgefäß überführt, welches einen für einen nachzuweisenden Zelltyp, beispielsweise Bakterien oder Viren, oder Nukleinsäuren geeigneten Puffer enthält. Durch eine kurze Inkubation, ggf. unterstützt durch Schüttelbewegungen werden die Zellen vom Swab in das Medium überführt. Dieses Medium kann nach verschiedenen Formulierungen angesetzt sein und stabilisiert typischerweise die freigesetzten Zellen oder Nukleinsäuren, sodass diese ggf. für eine Kultivierung oder andere Nachweise verwendet werden können.Commonly used sampling devices are, for example, swabs, which typically consist of a stick made of wood or plastic with terminally wound cotton fibers or flocked nylon fibers. These are struck after sampling, for example, for cultivation on an agar plate or transferred into a nutrient solution. A special case is sampling systems, which consist of a Swab and a special transport medium for cells. In this case, for example, a patient sample is taken with a swab and then transferred to a transport vessel which contains a buffer suitable for a cell type to be detected, for example bacteria or viruses, or nucleic acids. By a short incubation, possibly supported by shaking movements, the cells are transferred from the Swab into the medium. This medium can be prepared according to various formulations and typically stabilizes the released cells or nucleic acids so that they may be used for cultivation or other detection if necessary.

Ein Bespiel für ein solches Probeentnahme-System besteht aus einem nylonbeflockten Swab und ca. 1 mL modifiziertem, flüssigem Amies-Medium in einem Sammelgefäß, welches eine Stabilisierung bakterieller Zellen bewirkt. Das beschriebene Medium enthält Salze bzw. Schwebstoffe, die unter Umständen das Medium trüben und teilweise Präzipitate oder Pellets bilden können. Nach einer Probennahme wird der Nylon-Swab mit einem zu untersuchendem Material in ein Sammelgefäß überführt und dieses wird verschlossen. Durch Schütteln, beispielsweise während des Transports des Sammelgefäßes, wird das Probenmaterial in das Medium überführt, sodass dieses für nachfolgende Untersuchungen zu verwenden ist.An example of such a sampling system consists of a nylon-flocked Swab and about 1 mL of modified, liquid Amies medium in a collecting vessel, which causes a stabilization of bacterial cells. The medium described contains salts or suspended solids which under certain circumstances may cloud the medium and in some cases form precipitates or pellets. After sampling, the nylon swab is transferred with a material to be examined in a collection vessel and this is closed. By shaking, for example during transport of the collecting vessel, the sample material is transferred into the medium, so that it is to be used for subsequent investigations.

Molekulare Diagnostik erlaubt durch verschiedene Methoden den Nachweis geringster Zellzahlen in einer Probe. Oftmals wird dazu eine Probe aufkonzentriert, was beispielsweise durch Filtration durch einen Filter mit geeigneter Porengröße oder Zentrifugation der Probenflüssigkeit erfolgen kann. Molecular diagnosis allows the detection of lowest cell counts in a sample by various methods. Often, a sample is concentrated to this, which can be done for example by filtration through a filter with a suitable pore size or centrifugation of the sample liquid.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similar acting, wherein a repeated description of these elements is omitted.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer mikrofluidischen Vorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die mikrofluidische Vorrichtung 100 ist ausgebildet, um eine Probe biologischen Materials zu verarbeiten. Bei dem biologischen Material handelt es sich beispielsweise um eine Körperflüssigkeit, um einen Abstrich einer Oberfläche oder dergleichen. Das biologische Material weist nachzuweisende Zellen und/oder Moleküle und Begleitsubstanzen auf. 1 shows a schematic representation of a microfluidic device 100 according to an embodiment. The microfluidic device 100 is designed to process a sample of biological material. The biological material is, for example, a body fluid, a smear of a surface, or the like. The biological material has cells to be detected and / or molecules and accompanying substances.

Die mikrofluidische Vorrichtung 100 gemäß dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist eine Vermischungseinrichtung 110, eine Vorbereitungseinrichtung 120 und eine Analyseeinrichtung 130 auf. Dabei sind die Vermischungseinrichtung 110, die Vorbereitungseinrichtung 120 und die Analyseeinrichtung 130 fluidisch miteinander verbunden.The microfluidic device 100 according to the in 1 illustrated embodiment has a mixing device 110 , a preparation facility 120 and an analyzer 130 on. Here are the mixing device 110 , the preparation device 120 and the analyzer 130 fluidly connected.

Die Vermischungseinrichtung 110 bzw. Einrichtung zum Vermischen ist ausgebildet, um eine Probenlösung 102, die ein Transportmedium und die Probe biologischen Materials enthält, mit einer Prozessierungslösung 104, die eine chaotrope Verbindung enthält, zu vermischen, um ein Ausgangsgemisch 106 zu erzeugen. Auch ist die Vermischungseinrichtung 110 ausgebildet, um das Ausgangsgemisch 106 für die Vorbereitungseinrichtung 120 bereitzustellen.The mixing device 110 Means for mixing is designed to a sample solution 102 containing a transport medium and the biological material sample with a processing solution 104 containing a chaotrope compound, to mix to a starting mixture 106 to create. Also, the mixing device 110 formed to the starting mixture 106 for the preparation device 120 provide.

Das Ausgangsgemisch 106 ist von der Vermischungseinrichtung 110 an die Vorbereitungseinrichtung 120 förderbar. Die Vorbereitungseinrichtung 120 ist ausgebildet, um zumindest einen Vorbereitungsschritt zum Vorbereiten und/oder Aufbereiten des Ausgangsgemischs 106 für eine Analyse durchzuführen. Dazu kann die Vorbereitungseinrichtung 120 beispielsweise zumindest einen Filter, zumindest eine weitere Kammer, zumindest eine Aufschlusseinrichtung für einen Aufschluss bzw. eine Lyse des Ausgangsgemischs 106, vorgelagerte Substanzen und dergleichen aufweisen. Auch ist die Vorbereitungseinrichtung 120 ausgebildet, um durch Vorbereiten des Ausgangsgemischs 106 eine Analyselösung 108 zu erzeugen und für die Analyseeinrichtung 130 bereitzustellen.The starting mixture 106 is from the mixing device 110 to the preparation facility 120 conveyed. The preparation device 120 is configured to at least one preparation step for preparing and / or preparing the starting mixture 106 for an analysis. This may be the preparation device 120 For example, at least one filter, at least one further chamber, at least one disruption device for digestion or lysis of the starting mixture 106 , upstream substances and the like. Also is the preparation facility 120 designed to prepare by preparing the starting mixture 106 an analysis solution 108 and for the analyzer 130 provide.

Alternativ kann zumindest eine Aufschlusseinrichtung in der Vermischungseinrichtung 110 angeordnet sein. Hierbei kann ein aus dem Ausgangsgemisch 106 erzeugtes Lysat von der Vermischungseinrichtung 110 an die Vorbereitungseinrichtung 120 förderbar sein.Alternatively, at least one disruption device in the mixing device 110 be arranged. Here, one from the starting mixture 106 produced lysate from the mixing device 110 to the preparation facility 120 be eligible.

Die Analyseeinrichtung 130 ist ausgebildet, um eine quantitative und/oder qualitative Analyse der Analyselösung 108 durchzuführen. Die Analyselösung 108 enthält die nachzuweisenden Zellen und/oder Moleküle aus der Probenlösung 102 bzw. der Probe biologischen Materials.The analysis device 130 is designed to provide a quantitative and / or qualitative analysis of the analysis solution 108 perform. The analysis solution 108 contains the cells to be detected and / or molecules from the sample solution 102 or the sample of biological material.

Gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Vermischungseinrichtung 110 eine Eingabekammer 112 auf. In die Eingabekammer 112 sind die Probenlösung 102 und die Prozessierungslösung 104 gemeinsam, parallel oder sequenziell in beliebiger Reihenfolge eingebbar. Aus der Eingabekammer 112 ist das Ausgangsgemisch 106 an die Vorbereitungseinrichtung 120 förderbar.According to the in 1 embodiment shown has the mixing device 110 an input chamber 112 on. In the input chamber 112 are the sample solution 102 and the processing solution 104 can be entered together, in parallel or sequentially in any order. From the input chamber 112 is the starting mixture 106 to the preparation facility 120 conveyed.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Vermischungseinrichtung 110 zusätzlich eine Mischkammer 114 aufweisen. Die Mischkammer 114 ist fluidisch mit der Eingabekammer 112 und der Vorbereitungseinrichtung 120 verbunden. In der Mischkammer 114 sind die Probenlösung 102 und die Prozessierungslösung 104 vermischbar, um das Ausgangsgemisch 106 herzustellen.According to one embodiment, the mixing device 110 in addition a mixing chamber 114 exhibit. The mixing chamber 114 is fluid with the input chamber 112 and the preparation facility 120 connected. In the mixing chamber 114 are the sample solution 102 and the processing solution 104 mixable to the starting mixture 106 manufacture.

Die Prozessierungslösung 104 besteht gemäß einem Ausführungsbeispiel aus Guanidiniumthiocyanat (GuSCN) gelöst in Phosphatpuffer. Die Prozessierungslösung 104 wird mit der Probenlösung 102 vermischt, sodass eine finale Konzentration beispielsweise mindestens 1,67 M GuSCN beträgt. Eine Variation des pH-Werts innerhalb gewisser Grenzen, beispielsweise 4,0 oder 4,5 oder 6,0, hat keinen Einfluss auf den chaotropen Effekt. Die Prozessierungslösung 104 kann beispielsweise als eine 5 M GuSCN-Lösung in Phosphatpuffer hergestellt sein oder werden. In diesem Fall kann 1 Teil der Prozessierungslösung 104 mit 2 Teilen Probenlösung 102 vermischt werden, sodass die finale Konzentration des Gemisches etwa 1,67 M GuSCN beträgt.The processing solution 104 According to one embodiment, it consists of guanidinium thiocyanate (GuSCN) dissolved in phosphate buffer. The processing solution 104 comes with the sample solution 102 for example, such that a final concentration is at least 1.67 M GuSCN. A variation of the pH within certain limits, for example 4.0 or 4.5 or 6.0, has no influence on the chaotropic effect. The processing solution 104 For example, it may or may not be prepared as a 5M GuSCN solution in phosphate buffer. In this case, 1 part of the processing solution 104 with 2 parts sample solution 102 are mixed so that the final concentration of the mixture is about 1.67 M GuSCN.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die mikrofluidische Vorrichtung 100 als eine auswechselbare Kartusche, insbesondere eine Einwegkartusche, ausgeführt. Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann zumindest ein Teilabschnitt der mikrofluidischen Vorrichtung 100 als eine einlegbare bzw. mit der mikrofluidischen Vorrichtung 100 koppelbare Speichereinrichtung ausgeführt sein.According to one embodiment, the microfluidic device is 100 as a replaceable cartridge, in particular a disposable cartridge executed. According to one exemplary embodiment, at least one partial section of the microfluidic device 100 as an insertable or with the microfluidic device 100 be implemented coupled memory device.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer mikrofluidischen Vorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei entspricht die mikrofluidische Vorrichtung 100 in 2 der mikrofluidischen Vorrichtung aus 1 mit Ausnahme dessen, dass die Vermischungseinrichtung 110 eine erste Eingabekammer 212 und eine zweite Eingabekammer 216 aufweist. 2 shows a schematic representation of a microfluidic device 100 according to an embodiment. In this case, the microfluidic device corresponds 100 in 2 of the microfluidic device 1 with the exception that the mixing device 110 a first input chamber 212 and a second input chamber 216 having.

Dabei ist in die erste Eingabekammer 212 die Probenlösung 102 eingebbar. In die zweite Eingabekammer 216 ist die Prozessierungslösung 104 eingebbar. Die erste Eingabekammer 212 und die zweite Eingabekammer 216 sind fluidisch miteinander verbunden. Die Probenlösung 102 ist aus der ersten Eingabekammer 212 in die zweite Eingabekammer 216 förderbar oder alternativ ist die Prozessierungslösung 104 aus der zweiten Eingabekammer 216 in die erste Eingabekammer 212 förderbar. Ferner ist somit aus der ersten Eingabekammer 212 oder aus der zweiten Eingabekammer 216 das Ausgangsgemisch 106 an die Vorbereitungseinrichtung 120 förderbar.It is in the first input chamber 212 the sample solution 102 be entered. In the second input chamber 216 is the processing solution 104 be entered. The first input chamber 212 and the second input chamber 216 are fluidly connected. The sample solution 102 is from the first input chamber 212 into the second input chamber 216 eligible or alternatively is the processing solution 104 from the second input chamber 216 in the first input chamber 212 conveyed. Furthermore, it is thus out of the first input chamber 212 or from the second input chamber 216 the starting mixture 106 to the preparation facility 120 conveyed.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Vermischungseinrichtung 110 zusätzlich eine Mischkammer 114 aufweisen. Die Mischkammer 114 ist fluidisch mit der ersten Eingabekammer 212, der zweiten Eingabekammer 216 und der Vorbereitungseinrichtung 120 verbunden. In der Mischkammer 114 sind die Probenlösung 102 und die Prozessierungslösung 104 vermischbar, um das Ausgangsgemisch 106 herzustellen.According to one embodiment, the mixing device 110 in addition a mixing chamber 114 exhibit. The mixing chamber 114 is fluid with the first input chamber 212 , the second input chamber 216 and the preparation facility 120 connected. In the mixing chamber 114 are the sample solution 102 and the processing solution 104 mixable to the starting mixture 106 manufacture.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer mikrofluidischen Vorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Dabei entspricht die mikrofluidische Vorrichtung 100 in 3 der mikrofluidischen Vorrichtung aus 1 bzw. 2 mit Ausnahme dessen, dass die Vermischungseinrichtung 110 eine Eingabekammer 212 und eine wechselbare Speichereinrichtung 316 aufweist. Die wechselbare Speichereinrichtung 316 ist beispielsweise als ein Einwegbehälter oder nachfüllbarer Behälter ausgeführt. 3 shows a schematic representation of a microfluidic device 100 according to one Embodiment. In this case, the microfluidic device corresponds 100 in 3 of the microfluidic device 1 respectively. 2 with the exception that the mixing device 110 an input chamber 212 and a removable storage device 316 having. The removable storage device 316 For example, it is designed as a disposable container or refillable container.

Dabei ist in die Eingabekammer 212 die Probenlösung 102 eingebbar. In der Speichereinrichtung 316 ist die Prozessierungslösung 104 vorhaltbar. Die Eingabekammer 212 und die Speichereinrichtung 316 sind fluidisch miteinander verbunden. Die Prozessierungslösung 104 ist aus der Speichereinrichtung 316 in die Eingabekammer 212 förderbar. Somit ist aus der Eingabekammer 212 das Ausgangsgemisch 106 an die Vorbereitungseinrichtung 120 förderbar.It is in the input chamber 212 the sample solution 102 be entered. In the storage device 316 is the processing solution 104 vorhaltbar. The input chamber 212 and the storage device 316 are fluidly connected. The processing solution 104 is from the storage device 316 into the input chamber 212 conveyed. Thus, out of the input chamber 212 the starting mixture 106 to the preparation facility 120 conveyed.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel kann die Vermischungseinrichtung 110 zusätzlich eine Mischkammer 114 aufweisen. Die Mischkammer 114 ist fluidisch mit der Eingabekammer 212, der Speichereinrichtung 316 und der Vorbereitungseinrichtung 120 verbunden. In der Mischkammer 114 sind die Probenlösung 102 und die Prozessierungslösung 104 vermischbar, um das Ausgangsgemisch 106 herzustellen.According to one embodiment, the mixing device 110 in addition a mixing chamber 114 exhibit. The mixing chamber 114 is fluid with the input chamber 212 , the storage device 316 and the preparation facility 120 connected. In the mixing chamber 114 are the sample solution 102 and the processing solution 104 mixable to the starting mixture 106 manufacture.

Unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 wird nachfolgend ein Verfahrensablauf bzw. eine Verfahrensausführung in der mikrofluidischen Vorrichtung 100 zusammenfassend und mit anderen Worten erläutert.With reference to the 1 to 3 Subsequently, a method sequence or a method execution in the microfluidic device 100 summarized and explained in other words.

Ein Verfahren zum Verarbeiten der Probe ist unter Verwendung der mikrofluidischen Vorrichtung 100 bzw. in Verbindung mit der mikrofluidischen Vorrichtung 100 oder in einem ähnlichen mikrofluidischen System bzw. Lab-on-Chip-System (Chiplabor-System) vorteilhaft umsetzbar, wobei eine Zugabe der Prozessierungslösung 104 und/oder das Vermischen mit der zu untersuchenden Probenlösung 102 automatisiert erfolgen können. Die Prozessierungslösung 104 kann auch auf der mikrofluidischen Vorrichtung 100 bzw. Kartusche 100 vorgelagert sein.One method of processing the sample is using the microfluidic device 100 or in conjunction with the microfluidic device 100 or in a similar microfluidic system or lab-on-chip system (chip laboratory system) advantageously implementable, wherein an addition of the processing solution 104 and / or mixing with the sample solution to be examined 102 can be automated. The processing solution 104 can also work on the microfluidic device 100 or cartridge 100 be upstream.

Ein Verfahrensschritt umfasst ein Vermischen bzw. Inkontaktbringen der Probenlösung 102, welche die nachzuweisenden Moleküle oder Zellen beinhaltet, mit der Prozessierungslösung 104. Dabei kann das Vermischen durch Zugabe der Prozessierungslösung 104 zur Probenlösung 102 oder in umgekehrter Reihenfolge erfolgen. Ferner kann dafür eine Vielzahl geeigneter Gefäße verwendet werden, beispielsweise auch ein mit der Probenlösung 102 bereitgestellte Transportgefäß oder ein Zentrifugenröhrchen.A method step comprises mixing or contacting the sample solution 102 containing the molecules or cells to be detected with the processing solution 104 , The mixing can be done by adding the processing solution 104 for sample solution 102 or in reverse order. Furthermore, it can be used for a variety of suitable vessels, for example, one with the sample solution 102 provided transport vessel or a centrifuge tube.

Dabei werden auch beispielsweise nachfolgend unter Bezugnahme auf 4 bzw. 5 beschriebenen Verfahrensschritte bzw. Prozessierungsschritte automatisiert mittels der mikrofluidischen Vorrichtung 100 bzw. eines ähnlichen Lab-on-Chip-Systems durchgeführt. Die mikrofluidische Vorrichtung 100 weist dabei zumindest eine Eingabekammer 112 oder 212 zur Eingabe der Probenlösung 102 auf, welche beispielsweise Bakterienzellen oder andere Zellen enthält. In Kombination mit dem Vermischen mit der Prozessierungslösung 104 ergeben sich lediglich beispielhaft die in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiele oder andere Varianten. Beispielsweise wird die Probenlösung 102 außerhalb der mikrofluidischen Vorrichtung 100 in einem geeigneten Gefäß mit der Prozessierungslösung 104 vermischt und anschließend in die Eingabekammer 112 eingegeben. Alternativ werden die Probenlösung 102 und die Prozessierungslösung 104 in separaten Schritten in die mikrofluidische Vorrichtung 100 eingegeben. Dabei kann die Reihenfolge beliebig getauscht werden. Die Eingabe kann in dieselbe Eingabekammer 112 oder in zwei separate Eingabekammern 212, 216 erfolgen. Im letztgenannten Fall sind beide Eingabekammern 212, 216 durch Kanäle miteinander verbunden. Alternativ wird die Probenlösung 102 in die Eingabekammer 212 eingegeben, wobei die Prozessierungslösung 104 in der Speichereinrichtung 316 vorgelagert ist oder wird. Nachfolgend werden die Probenlösung 102 und die Prozessierungslösung 104 in Kontakt gebracht und vermischt.Here, for example, with reference to 4 respectively. 5 described process steps or processing steps automated by means of the microfluidic device 100 or a similar lab-on-chip system. The microfluidic device 100 has at least one input chamber 112 or 212 for entering the sample solution 102 which contains, for example, bacterial cells or other cells. In combination with the mixing with the processing solution 104 arise only by way of example in the 1 to 3 shown embodiments or other variants. For example, the sample solution becomes 102 outside the microfluidic device 100 in a suitable vessel with the processing solution 104 mixed and then into the input chamber 112 entered. Alternatively, the sample solution 102 and the processing solution 104 in separate steps into the microfluidic device 100 entered. The order can be changed as required. The input can be in the same input chamber 112 or in two separate input chambers 212 . 216 respectively. In the latter case, both input chambers 212 . 216 connected by channels. Alternatively, the sample solution 102 into the input chamber 212 entered, with the processing solution 104 in the storage device 316 is or is upstream. The following are the sample solution 102 and the processing solution 104 brought into contact and mixed.

Anschließend kann das Gemisch bzw. Ausgangsgemisch 106 von der Eingabekammer 112, 212, 216 oder der Mischkammer 114 in die Vorbereitungseinrichtung 120, insbesondere in eine Filterkammer der Vorbereitungseinrichtung 120 überführt werden, die über Kanäle miteinander verbunden sind. In der Filterkammer ist beispielsweise ein integrierter Filter angeordnet, durch den die Flüssigkeit geleitet werden kann und die Zellen akkumuliert werden. Ein optionaler Waschschritt, bei dem eine geeignete Waschlösung über den Filter geleitet wird, entfernt beispielsweise Rückstände des Ausgangsgemischs 106. In einem Denaturierungsschritt wird insbesondere durch Anbringen einer hohen Temperatur, beispielsweise über 90 Grad Celsius, für einen geeigneten Zeitraum, beispielsweise 15 Minuten, eine thermische Lyse der Zellen bewirkt. Das aufgeschlossene Zellmaterial und die freigesetzten Nukleinsäuren können in einen nachfolgenden Schritt durch geeigneten Puffer vom Filter verdrängt werden. Diese als Eluat bezeichnete Flüssigkeit kann beispielsweise in der Analyseeinrichtung 130 automatisiert einer molekularbiologischen Analyse in der mikrofluidischen Vorrichtung 100 unterzogen werden, beispielsweise durch kombinierte Polymerase-Kettenreaktion (PCR, polymerase chain reaction) und Schmelzkurven-Analyse (melting curve analysis, MCA).Subsequently, the mixture or starting mixture 106 from the input chamber 112 . 212 . 216 or the mixing chamber 114 in the preparation facility 120 , in particular in a filter chamber of the preparation device 120 be transferred, which are connected via channels. In the filter chamber, for example, an integrated filter is arranged, through which the liquid can be passed and the cells are accumulated. An optional washing step, where a suitable wash solution is passed over the filter, removes, for example, residues of the starting mixture 106 , In a denaturation step, in particular by applying a high temperature, for example above 90 degrees Celsius, thermal lysis of the cells is effected for a suitable period of time, for example 15 minutes. The digested cell material and the released nucleic acids can be displaced from the filter in a subsequent step by suitable buffer. This liquid, referred to as eluate, may be present in the analyzer, for example 130 automates a molecular biological analysis in the microfluidic device 100 be subjected, for example, by combined polymerase chain reaction (PCR) and melting curve analysis (MCA).

Da eine Filtergängigkeit der Probenlösung 102 durch das Vermischen mit der Prozessierungslösung 104 erhöht wird, kann ein Durchmesser einer Filtermembran und von Filterporen verkleinert werden. Eine Vergrößerung eines Filterdurchmessers wäre zwar robuster gegen Verstopfen mit Feststoffen, allerdings würde bei gleicher Dicke auch das Volumen des Filters erhöht, wodurch ein höheres Totvolumen entstünde, wodurch auch ein notwendiges Elutionsvolumen erhöht würde, was eine geringere Konzentration von zum Beispiel Nukleinsäuren im Eluat bewirken würde. Eine Vergrößerung der Filterporen würde zwar ein mögliches Verstopfen verringern, allerdings bestünde dadurch auch die Möglichkeit, dass die nachzuweisenden Zellen vom Filter nicht oder mit geringer Effizienz zurückgehalten werden könnten. Daher ermöglicht das Vermischen von Probenlösung 102 und Prozessierungslösung 104 eine vorteilhafte Prozessierung bzw. Verarbeitung der Probe, da beispielsweiseFilter mit verkleinertem Durchmesser und zusätzlich oder alternativ verkleinerter Porengröße verwendet werden können. As a filterability of the sample solution 102 by mixing with the processing solution 104 is increased, a diameter of a filter membrane and filter pores can be reduced. Although increasing the filter diameter would be more robust against clogging with solids, the volume of the filter would also be increased at the same thickness, which would result in a higher dead volume, which would also increase a necessary elution volume, which would result in a lower concentration of, for example, nucleic acids in the eluate , Although enlarging the filter pores would reduce possible clogging, this would also mean that the cells to be detected could not be retained by the filter or with little efficiency. Therefore, mixing of sample solution allows 102 and processing solution 104 advantageous processing of the sample, since, for example, filters with reduced diameter and additionally or alternatively reduced pore size can be used.

4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 400 zum Verarbeiten einer Probe biologischen Materials gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 400 zum Verarbeiten ist unter Verwendung von bzw. in Verbindung mit der mikrofluidischen Vorrichtung aus einer der 1 bis 3 ausführbar, um eine Probe biologischen Materials zu verarbeiten. 4 shows a flowchart of a method 400 for processing a sample of biological material according to an embodiment. The procedure 400 for processing, using or in conjunction with the microfluidic device of any of 1 to 3 executable to process a sample of biological material.

Das Verfahren 400 zum Verarbeiten weist einen Schritt 410 des Vermischens einer Probenlösung, die ein Transportmedium und die Probe enthält, mit einer Prozessierungslösung auf, die eine chaotrope Verbindung enthält, um ein Ausgangsgemisch zu erzeugen.The procedure 400 for processing has one step 410 mixing a sample solution containing a transport medium and the sample with a processing solution containing a chaotropic compound to produce a starting mixture.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem insbesondere eine Filtration und eine Lyse von Zellen aus einem Probengemisch durchgeführt werden, weist das Verfahren 400 zum Verarbeiten vor dem Schritt 410 des Vermischens einen Schritt 420 des Bereitstellens der Probenlösung und/oder der Prozessierungslösung in zumindest einer Eingabekammer auf. Der Schritt 420 des Bereitstellens kann automatisiert oder durch eine manuelle Eingabe durch einen Anwender ausgeführt werden. Alternativ werden im Schritt 420 des Bereitstellens die Probenlösung in einer Eingabekammer und die Prozessierungslösung in einer wechselbaren Speichereinrichtung bereitgestellt. Ferner weist das Verfahren 400 zum Verarbeiten hierbei nach dem Schritt 410 des Vermischens einen Schritt 430 des Filterns des Ausgangsgemischs, einen Schritt 440 des Waschens eines Filterrückstands des gefilterten Ausgangsgemischs unter Verwendung einer Waschlösung, einen Schritt 450 des Durchführens einer Lyse des Filterrückstands des gefilterten Ausgangsgemischs, um ein Lysat zu erzeugen. Das in Schritt 450 erzeugte Lysat kann für eine Analyse in einem Schritt 490 des Analysierens verwendet werden.According to an embodiment in which in particular a filtration and a lysis of cells are carried out from a sample mixture, the method 400 for processing before the step 410 of mixing one step 420 providing the sample solution and / or the processing solution in at least one input chamber. The step 420 provisioning can be automated or performed by manual input by a user. Alternatively, in step 420 providing the sample solution in an input chamber and the processing solution in a removable storage device. Further, the method has 400 to process this after the step 410 of mixing one step 430 filtering the starting mixture, one step 440 washing a filter residue of the filtered feed mixture using a wash solution, a step 450 performing a lysis of the filter residue of the filtered feed mixture to produce a lysate. That in step 450 generated lysate can be analyzed in one step 490 to be used for analyzing.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, bei dem insbesondere eine Aufreinigung von Nukleinsäuren aus einem Lysat durchgeführt wird, weist das Verfahren 400 zum Verarbeiten vor dem Schritt 410 des Vermischens einen Schritt 420 des Bereitstellens der Probenlösung und/oder der Prozessierungslösung in zumindest einer Eingabekammer auf. Der Schritt 420 des Bereitstellens kann automatisiert oder durch eine manuelle Eingabe durch den Anwender ausgeführt werden. Alternativ werden im Schritt 420 des Bereitstellens die Probenlösung in einer Eingabekammer und die Prozessierungslösung in einer wechselbaren Speichereinrichtung bereitgestellt. Ferner weist das Verfahren 400 zum Verarbeiten hierbei nach dem Schritt 410 des Vermischens einen Schritt 450 des Durchführens einer Lyse, einen Schritt 460 des Bewirkens einer Adsorption nachzuweisender Moleküle an eine Festphase optional unter Verwendung eines Bindepuffers, optional zumindest einen weiteren Schritt 470 des Waschens der adsorbierten Moleküle unter Verwendung einer Waschlösung, einen Schritt 480 des Ausführens einer Desorption der Moleküle von der Festphase unter Verwendung eines Elutionspuffers, um ein Eluat zu erzeugen, und einen Schritt 490 des Analysierens auf, wobei das Eluat bzw. die nachzuweisenden Moleküle in dem Eluat quantitativ und/oder qualitativ analysiert werden.According to a further embodiment in which, in particular, a purification of nucleic acids from a lysate is carried out, the method has 400 for processing before the step 410 of mixing one step 420 providing the sample solution and / or the processing solution in at least one input chamber. The step 420 provisioning can be automated or performed by manual input by the user. Alternatively, in step 420 providing the sample solution in an input chamber and the processing solution in a removable storage device. Further, the method has 400 to process this after the step 410 of mixing one step 450 of performing a lysis, a step 460 of effecting adsorption of molecules to a solid phase optionally using a binding buffer, optionally at least another step 470 washing the adsorbed molecules using a washing solution, a step 480 carrying out desorption of the molecules from the solid phase using an elution buffer to produce an eluate and a step 490 analyzing, wherein the eluate or the molecules to be detected in the eluate are analyzed quantitatively and / or qualitatively.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel, bei dem insbesondere eine Filtration und eine Lyse von Zellen aus einem Probengemisch sowie eine Aufreingung von Nukleinsäuren aus einem Lysat durchgeführt werden, weist das Verfahren 400 zum Verarbeiten vor dem Schritt 410 des Vermischens einen Schritt 420 des Bereitstellens der Probenlösung und/oder der Prozessierungslösung in zumindest einer Eingabekammer auf. Der Schritt 420 des Bereitstellens kann automatisiert oder durch eine manuelle Eingabe durch den Anwender ausgeführt werden. Alternativ werden im Schritt 420 des Bereitstellens die Probenlösung in einer Eingabekammer und die Prozessierungslösung in einer wechselbaren Speichereinrichtung bereitgestellt. Ferner weist das Verfahren 400 zum Verarbeiten hierbei nach dem Schritt 410 des Vermischens einen Schritt 430 des Filterns des Ausgangsgemischs, einen Schritt 440 des Waschens eines Filterrückstands des gefilterten Ausgangsgemischs unter Verwendung einer Waschlösung und einen Schritt 450 des Durchführens einer Lyse des Filterrückstands des gefilterten Ausgangsgemischs auf, um ein Lysat zu erzeugen. Zudem weist das Verfahren 400 zum Verarbeiten hierbei nach dem Schritt 450 des Durchführens einer Lyse einen Schritt 460 des Bewirkens einer Adsorption nachzuweisender Moleküle an eine Festphase optional unter Verwendung eines Bindepuffers, optional zumindest einen weiteren Schritt 470 des Waschens der adsorbierten Moleküle unter Verwendung einer Waschlösung, einen Schritt 480 des Ausführens einer Desorption der Moleküle von der Festphase unter Verwendung eines Elutionspuffers, um ein Eluat zu erzeugen, und einen Schritt 490 des Analysierens auf, wobei das Eluat bzw. die nachzuweisenden Moleküle in dem Eluat quantitativ und/oder qualitativ analysiert werden.According to one exemplary embodiment, in which, in particular, filtration and lysis of cells from a sample mixture and purification of nucleic acids from a lysate are carried out, the method has 400 for processing before the step 410 of mixing one step 420 providing the sample solution and / or the processing solution in at least one input chamber. The step 420 provisioning can be automated or performed by manual input by the user. Alternatively, in step 420 providing the sample solution in an input chamber and the processing solution in a removable storage device. Further, the method has 400 to process this after the step 410 of mixing one step 430 filtering the starting mixture, one step 440 washing a filter residue of the filtered feed mixture using a wash solution and a step 450 performing lysis of the filter residue of the filtered feed mixture to produce a lysate. In addition, the procedure points 400 to process this after the step 450 one step of performing a lysis 460 of effecting adsorption of molecules to a solid phase optionally using a binding buffer, optionally at least one further step 470 washing the adsorbed molecules using a washing solution, a step 480 carrying out desorption of the molecules from the solid phase using an elution buffer to produce an eluate and a step 490 analyzing, wherein the eluate or the molecules to be detected in the eluate are analyzed quantitatively and / or qualitatively.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann zumindest ein Schritt des Waschens entfallen, wobei auf den Schritt 430 des Filterns direkt der Schritt 450 des Durchführens der Lyse folgen kann und/oder auf den Schritt 460 des Bewirkens der Adsorption direkt der Schritt 480 des Ausführens der Desorption folgen kann. Wenn nachzuweisende Moleküle bereits vorliegen, kann der Schritt 450 des Durchführens der Lyse entfallen.According to another embodiment, at least one step of washing may be omitted, wherein the step 430 filtering directly the step 450 may be followed by performing the lysis and / or on the step 460 causing adsorption directly the step 480 to carry out the desorption. If molecules to be detected are already present, the step 450 of performing the lysis omitted.

Nachfolgend wird der Ablauf des Verfahrens 400 nochmals zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt. Ein Probengefäß enthält die Probenlösung. Nach Zugabe der Prozessierungslösung wird das Gefäß verschlossen und die Flüssigkeiten in geeigneter Weise, beispielsweise durch starkes Schütteln, im Schritt 410 des Vermischens vermischt. Anschließend wird das Gemisch bzw. Ausgangsgemisch beispielsweise in ein Zentrifugenröhrchen überführt, das einen geeigneten Filter zum Zurückhalten der Zielmoleküle oder Zellen aufweist. Durch eine geeignete Prozessierung im Schritt 430 des Filterns, beispielsweise durch Zentrifugation, Anlegen eines Überdrucks oberhalb des Filters oder Anlegen eines Unterdrucks unterhalb des Filters, wird die Flüssigkeit durch den Filter geleitet, wobei die Zielmoleküle oder Zellen zurückgehalten werden. Optional können die Zielmoleküle oder Zellen im Schritt 440 des Waschens ggf. einmal oder mehrmals mit einer geeigneten Waschlösung gewaschen werden. Dabei kann die Flüssigkeit in oben beschriebener Weise prozessiert werden. Alternativ kann im Schritt 440 des Waschens die Waschlösung in Kontakt mit den Zielmolekülen oder Zellen gebracht und wieder abgenommen werden, ohne den Filter zu durchströmen. Gegebenenfalls anschließend erfolgt im Schritt 450 des Durchführens der Lyse eine Lyse der vom Filter zurückgehaltenen Zellen. Dabei können verschiedene Methoden verwendet und kombiniert werden, beispielsweise ein enzymatisches, im Falle von Bakterien zum Beispiel mit Lysozym und/oder Proteinase K, oder chemisches, zum Beispiel mit stark alkalischem und/oder stark chaotropem Lysepuffer, oder physikalisches, zum Beispiel durch Einkopplung von Ultraschall oder hoher Temperatur, Aufschlussverfahren. Bei diesem Schritt 450 des Durchführens der Lyse wird DNA und RNA (im Folgenden als Nukleinsäure bezeichnet) freigesetzt. Die erhaltene Lösung wird als Lysat bezeichnet. Durch optionale Zugabe eines geeigneten Bindepuffers zum Lysat kann im Schritt 460 des Bewirkens der Adsorption die in der Flüssigphase befindliche Nukleinsäure an einer geeigneten Festphase, zum Beispiel poröser Silikafilter oder silikabeschichtete, ggf. magnetische Beads oder Partikel, adsorbiert werden. Dazu kann ggf. der identische Filter, der für das Zurückhalten der Zielmoleküle oder Zellen im Schritt 430 des Filterns eingesetzt wurde, verwendet werden. Das Gemisch kann dabei wie in oben beschriebener Weise prozessiert werden. Alternativ kann das Lysat vor oder nach Zugabe des Bindepuffers mit einer anderen zur Adsorption von Nukleinsäuren geeigneten Festphase, zum Beispiel poröser Silikafilter oder silikabeschichtete, ggf. magnetische Beads, in Kontakt gebracht werden. Optional können die gebundenen Nukleinsäuren in dem weiteren Schritt 470 des Waschens einmal oder mehrmals mit einer geeigneten Waschlösung gewaschen werden, wobei die Flüssigkeit in oben beschriebener Weise prozessiert wird.The following is the procedure of the procedure 400 again summarized and presented in other words. A sample vessel contains the sample solution. After addition of the processing solution, the vessel is closed and the liquids in a suitable manner, for example, by vigorous shaking, in the step 410 of mixing. Subsequently, the mixture or starting mixture is for example transferred to a centrifuge tube which has a suitable filter for retaining the target molecules or cells. By a suitable processing in the step 430 filtering, for example, by centrifugation, applying an overpressure above the filter or applying a negative pressure below the filter, the liquid is passed through the filter, with the target molecules or cells being retained. Optionally, the target molecules or cells in the step 440 washing, if necessary, once or more times with a suitable washing solution. In this case, the liquid can be processed in the manner described above. Alternatively, in step 440 of washing, the washing solution can be brought into contact with the target molecules or cells and removed again without flowing through the filter. If appropriate, then in step 450 lysis of the cells retained by the filter. Various methods can be used and combined, for example an enzymatic, in the case of bacteria, for example with lysozyme and / or proteinase K, or chemical, for example with strongly alkaline and / or strongly chaotropic lysis buffer, or physical, for example by coupling of Ultrasound or high temperature, digestion process. At this step 450 By performing the lysis, DNA and RNA (hereinafter referred to as nucleic acid) are released. The resulting solution is called a lysate. By optional addition of a suitable binding buffer to the lysate can in step 460 of effecting the adsorption, the nucleic acid present in the liquid phase is adsorbed on a suitable solid phase, for example porous silica filters or silica-coated, optionally magnetic beads or particles. This may include the identical filter used for the retention of the target molecules or cells in the step 430 Filtering was used. The mixture can be processed as described above. Alternatively, the lysate may be contacted before or after addition of the binding buffer with another solid phase suitable for the adsorption of nucleic acids, for example porous silica filters or silica-coated, optionally magnetic beads. Optionally, the bound nucleic acids in the further step 470 washing one or more times with a suitable washing solution, wherein the liquid is processed in the manner described above.

Eine Elution der Nukleinsäure erfolgt im Schritt 480 des Ausführens der Desorption durch Inkontaktbringen der Festphase mit einem geeigneten Elutionspuffer. Dabei werden Bedingungen eingestellt, bei der die Nukleinsäure von der Festphase gelöst wird. Die Flüssigphase wird in geeigneter Weise von der Festphase getrennt. Die erhaltene Lösung wird als Eluat bezeichnet. Im Falle von Zellen erfolgt keine Desorption, da die Zellen auf dem Filter lysiert werden, beispielsweise thermisch. Anschließend wird das dadurch entstandene Lysat vom Filter verdrängt und analysiert. In anschließenden Arbeitsschritten des Schrittes 490 des Analysierens kann die im Eluat vorhandene DNA weiteren Untersuchungen, zum Beispiel einer qualitativen PCR oder quantitativen Echtzeit-PCR, unterzogen werden.Elution of the nucleic acid takes place in the step 480 carrying out the desorption by contacting the solid phase with a suitable elution buffer. In this case, conditions are set at which the nucleic acid is released from the solid phase. The liquid phase is suitably separated from the solid phase. The resulting solution is called eluate. In the case of cells there is no desorption, as the cells are lysed on the filter, for example thermally. Subsequently, the resulting lysate is displaced by the filter and analyzed. In subsequent steps of the analyzing step 490, the DNA present in the eluate may be subjected to further investigations, for example a qualitative PCR or quantitative real-time PCR.

5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 zum Verarbeiten einer Probe biologischen Materials gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 500 zum Verarbeiten ist unter Verwendung von bzw. in Verbindung mit der mikrofluidischen Vorrichtung aus einer der 1 bis 3 ausführbar, um eine Probe biologischen Materials zu verarbeiten. 5 shows a flowchart of a method 500 for processing a sample of biological material according to an embodiment. The procedure 500 for processing, using or in conjunction with the microfluidic device of any of 1 to 3 executable to process a sample of biological material.

Das Verfahren 500 zum Verarbeiten weist einen Schritt 410 des Vermischens einer Probenlösung, die ein Transportmedium und die Probe enthält, mit einer Prozessierungslösung auf, die eine chaotrope Verbindung enthält, um ein Ausgangsgemisch zu erzeugen.The procedure 500 for processing has one step 410 mixing a sample solution containing a transport medium and the sample with a processing solution containing a chaotropic compound to produce a starting mixture.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Verfahren 500 zum Verarbeiten vor dem Schritt 410 des Vermischens einen Schritt 420 des Bereitstellens der Probenlösung und/oder der Prozessierungslösung in zumindest einer Eingabekammer auf. Alternativ werden im Schritt 420 des Bereitstellens die Probenlösung in einer Eingabekammer und die Prozessierungslösung in einer wechselbaren Speichereinrichtung bereitgestellt. Ferner weist das Verfahren 500 zum Verarbeiten hierbei nach dem Schritt 410 des Vermischens einen Schritt 530 des Bewirkens einer Adsorption nachzuweisender Moleküle und/oder Zellen des Ausgangsgemischs an eine Mehrzahl von Partikeln, einen Schritt 540 des Trennens einer Festphase mit den an den Partikeln adsorbierten Molekülen und/oder Zellen von einer Flüssigphase, einen Schritt 550 des Waschens der Festphase unter Verwendung einer Waschlösung, einen Schritt 560 des Durchführens einer Lyse der adsorbierten Moleküle und/oder Zellen, um ein Lysat zu erzeugen, und einen Schritt 490 des Analysierens auf, wobei das Lysat bzw. die nachzuweisenden Moleküle und/oder Zellen in dem Lysat quantitativ und/oder qualitativ analysiert werden.According to one embodiment, the method 500 for processing before the step 410 of mixing one step 420 providing the sample solution and / or the processing solution in at least one input chamber. Alternatively, in step 420 of providing the sample solution in an input chamber and the processing solution in a removable one Storage device provided. Further, the method has 500 to process this after the step 410 of mixing one step 530 of effecting adsorption of molecules to be detected and / or cells of the starting mixture to a plurality of particles, one step 540 separating a solid phase with the particles adsorbed on the particles and / or cells from a liquid phase, a step 550 washing the solid phase using a washing solution, one step 560 performing a lysis of the adsorbed molecules and / or cells to produce a lysate and a step 490 analyzing, wherein the lysate or the molecules to be detected and / or cells in the lysate are analyzed quantitatively and / or qualitatively.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Schritt des Waschens entfallen, wobei auf den Schritt 540 des Trennens direkt der Schritt 560 des Durchführens der Lyse folgen kann. Wenn nachzuweisende Moleküle bereits vorliegen, kann der Schritt 560 des Durchführens der Lyse entfallen.According to another embodiment, the step of washing may be omitted, wherein the step 540 of disconnecting directly the step 560 of performing the lysis can follow. If molecules to be detected are already present, the step 560 of performing the lysis omitted.

Nachfolgend wird der Ablauf des Verfahrens 500 nochmals zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt. Die Probenlösung wird im Schritt 410 des Vermischens mit der Prozessierungslösung vermischt. Dieser Schritt kann ggf. in Anwesenheit von ggf. magnetischen Beads erfolgen, mit denen die Zielzellen oder Zielmoleküle im Schritt 530 des Bewirkens der Adsorption gebunden werden können. Alternativ kann ein Inkontaktbringen des Ausgangsgemischs mit den Beads bzw. eine Zugabe der Beads zum Ausgangsgemisch in einem gesonderten Schritt erfolgen. Die Beads mit den gebundenen Zielmolekülen oder Zellen können nun im Schritt 540 des Trennens von der Flüssigphase separiert werden. Dies kann beispielsweise durch magnetische Separation erfolgen, wodurch die Beads lokal aufkonzentriert werden, beispielsweise am Gefäßboden oder Gefäßrand, und die Flüssigkeit im Gefäß entnommen wird. Alternativ können die Beads auch an einen magnetischen Stift binden, der in das Gemisch eingetaucht wird. Die Beads können anschließend im Schritt 550 des Waschens mit einer geeigneten Waschlösung in Kontakt gebracht werden. Dies kann durch Zugabe der Waschlösung in das Gefäß mit den zurückgehalten Beads oder durch Überführen der Beads in ein Gefäß mit einer geeigneten Waschlösung erfolgen. Vorteilhafterweise erfolgt eine Resuspendierung der Beads, um eine erhöhte Waschwirkung zu erzielen. Gegebenenfalls erfolgt anschließend im Schritt 560 des Durchführens der Lyse eine Lyse von durch die Beads zurückgehaltenen Zellen. Dabei kann eine entsprechende Methode angewendet werden, beispielsweise das Erhitzen der Flüssigkeit oder eine enzymatische Lyse. Die im Lysat freigesetzte Nukleinsäure kann anschließend beispielsweise direkt für einen molekularbiologischen Nachweis, wie zum Beispiel eine PCR, im Schritt 490 des Analysierens verwendet werden oder nach einer geeigneten Methode aufgereinigt werden.The following is the procedure of the procedure 500 again summarized and presented in other words. The sample solution is in the step 410 mixing with the processing solution mixed. If necessary, this step can be carried out in the presence of possibly magnetic beads, with which the target cells or target molecules in the step 530 of causing the adsorption can be bound. Alternatively, bringing the starting mixture into contact with the beads or adding the beads to the starting mixture can take place in a separate step. The beads with the bound target molecules or cells can now in step 540 separating from the liquid phase are separated. This can be done for example by magnetic separation, whereby the beads are locally concentrated, for example, at the bottom of the vessel or vessel edge, and the liquid is removed in the vessel. Alternatively, the beads may also bind to a magnetic stylus that is immersed in the mixture. The beads can then be in the step 550 be brought into contact with the washing with a suitable washing solution. This can be done by adding the wash solution into the vessel with the retained beads or by transferring the beads into a vessel with a suitable wash solution. Advantageously, a resuspension of the beads takes place in order to achieve an increased washing effect. If appropriate, then in step 560 lysis of cells retained by the beads. In this case, a corresponding method can be used, for example, the heating of the liquid or an enzymatic lysis. The liberated in the lysate nucleic acid can then, for example, directly for a molecular biology detection, such as a PCR, in step 490 be used for analysis or be purified by a suitable method.

Das Verfahren 500 zum Verarbeiten kann in einer zumindest teilweise automatisierten Weise erfolgen. Dabei können Schritte in einem Probenvorbereitungsautomat bzw. der mikrofluidischen Vorrichtung aus einer der 1 bis 3 durchgeführt werden.The procedure 500 for processing can be done in an at least partially automated manner. In this case, steps in a sample preparation machine or the microfluidic device from one of the 1 to 3 be performed.

Unter Bezugnahme auf 4 und 5 sei angemerkt, dass gemäß einem Ausführungsbeispiel die im Schritt 410 des Vermischens mit der Probenlösung vermischte Prozessierungslösung in einem Puffer gelöstes Guanidiniumthiocyanat aufweist und/oder das Transportmedium der im Schritt 410 des Vermischens mit der Prozessierungslösung vermischten Probenlösung ein Amies-Medium aufweist. Insbesondere wird im Schritt 410 des Vermischens ein Ausgangsgemisch erzeugt, das eine Konzentration der chaotropen Verbindung aufweist, bei der die chaotrope Verbindung eine Molmasse von mindestens 1,5 M oder mindestens 1,67 M aufweist.With reference to 4 and 5 It should be noted that according to one embodiment, the in step 410 mixed with the sample solution mixing processing solution has dissolved guanidinium thiocyanate in a buffer and / or the transport medium of the in step 410 mixed with the processing solution mixed sample solution has an Amies medium. In particular, in step 410 mixing a starting mixture having a concentration of the chaotropic compound in which the chaotrope compound has a molecular weight of at least 1.5 M or at least 1.67 M.

Unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 werden nachfolgend Vorteile von Ausführungsbeispielen nochmals zusammenfassend und mit anderen Worten kurz erläutert.With reference to the 1 to 5 In the following, advantages of exemplary embodiments will be briefly summarized and in other words briefly explained.

Wird beispielsweise modifiziertes, flüssiges Amies-Medium als Transportmedium verwendet, kann unter Verwendung der Prozessierungslösung 104 verhindert werden, dass die in dem Amies-Medium enthaltenen Salze bzw. Schwebstoffe den in der Vorbereitungseinrichtung 120 der mikrofluidischen Vorrichtung 100 verwendeten Filter verstopfen und eine weitere Prozessierung, beispielsweise Wasch- oder Lyseschritte, verhindern oder negativ beeinflussen. Es kann auch verhindert werden, dass bei einer Zentrifugation eines Amies-haltigen Mediums in Abhängigkeit vom verwendeten Volumen ein Pellet entstehen kann, das neben den nachzuweisenden Zellen auch Salze oder Schwebstoffe des Mediums enthält. Durch diese Verhinderung einer Anreicherung der Salze oder Schwebstoffe können nachfolgende molekularbiologische Nachweisverfahren davon unberührt bzw. dadurch ungestört durchgeführt werden. Ein Verstopfen eines Filters oder eine Pelletbildung kann unter Verwendung der Prozessierungslösung 104 vermieden oder reduziert werden, ohne das zu prozessierende Volumen zu verringern. Denn eine Reduktion des Probevolumens, beispielsweise von 1000 μL auf 200 μL, könnte auch eine zu erwartende Zellzahl in der prozessierten Probe reduzieren. Somit kann unter Verwendung der Prozessierungslösung 104 eine Sensitivität bzw. Nachweisgrenze eines ggf. anschließenden molekularbiologischen Tests verbessert werden.If, for example, modified, liquid Amies medium is used as the transport medium, the processing solution can be used 104 prevented that contained in the Amies medium salts or suspended solids in the preparation device 120 the microfluidic device 100 clog filter used and prevent further processing, such as washing or Lyseschritte, or adversely affect. It can also be prevented that in the case of centrifugation of an amide-containing medium, depending on the volume used, a pellet can be formed which, in addition to the cells to be detected, also contains salts or suspended matter of the medium. As a result of this prevention of accumulation of salts or suspended solids, the following molecular biological detection methods can be carried out unaffected or thereby undisturbed. Clogging of a filter or pelletization can be accomplished using the processing solution 104 be avoided or reduced without reducing the volume to be processed. For a reduction of the sample volume, for example from 1000 μL to 200 μL, could also reduce an expected number of cells in the processed sample. Thus, using the processing solution 104 a sensitivity or detection limit of a possibly subsequent molecular biological test can be improved.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

Claims (15)

Verfahren (400; 500) zum Verarbeiten einer Probe biologischen Materials, wobei das Verfahren (400; 500) zumindest folgenden Schritt aufweist: Vermischen (410) einer Probenlösung (102), die ein Transportmedium und die Probe enthält, mit einer Prozessierungslösung (104), die eine chaotrope Verbindung enthält, um ein Ausgangsgemisch (106) zu erzeugen.Procedure ( 400 ; 500 ) for processing a sample of biological material, the method ( 400 ; 500 ) comprises at least the following step: mixing ( 410 ) a sample solution ( 102 ), which contains a transport medium and the sample, with a processing solution ( 104 ) containing a chaotropic compound to form a starting mixture ( 106 ) to create. Verfahren (400; 500) gemäß Anspruch 1, bei dem die im Schritt (410) des Vermischens mit der Probenlösung (102) vermischte Prozessierungslösung (104) in einem Puffer gelöstes Guanidiniumthiocyanat aufweist.Procedure ( 400 ; 500 ) according to claim 1, wherein in step ( 410 ) of mixing with the sample solution ( 102 ) mixed processing solution ( 104 ) has guanidinium thiocyanate dissolved in a buffer. Verfahren (400; 500) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (410) des Vermischens ein Ausgangsgemisch (106) erzeugt wird, das eine Konzentration der chaotropen Verbindung aufweist, bei der die chaotrope Verbindung eine Molmasse von mindestens 1,5 M oder mindestens 1,67 M aufweist.Procedure ( 400 ; 500 ) according to one of the preceding claims, wherein in step ( 410 ) of mixing a starting mixture ( 106 ) having a concentration of the chaotrope compound wherein the chaotrope compound has a molecular weight of at least 1.5 M or at least 1.67 M. Verfahren (400; 500) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (410) des Vermischens die Prozessierungslösung (104) zu der Probenlösung (102) oder die Probenlösung (102) zu der Prozessierungslösung (104) zugegeben wird.Procedure ( 400 ; 500 ) according to one of the preceding claims, wherein in step ( 410 ) of mixing the processing solution ( 104 ) to the sample solution ( 102 ) or the sample solution ( 102 ) to the processing solution ( 104 ) is added. Verfahren (400; 500) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, bei dem im Schritt (410) des Vermischens die Prozessierungslösung (104) und die Probenlösung (102) in einer Mischkammer (114) vermischt werden. Procedure ( 400 ; 500 ) according to one of the preceding claims, wherein in step ( 410 ) of mixing the processing solution ( 104 ) and the sample solution ( 102 ) in a mixing chamber ( 114 ) are mixed. Verfahren (400; 500) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (420) des Bereitstellens der Probenlösung (102) und/oder der Prozessierungslösung (104) in zumindest einer Eingabekammer (112; 212, 216) oder der Probenlösung (102) in einer Eingabekammer (212) und der Prozessierungslösung (104) in einer wechselbaren Speichervorrichtung (316).Procedure ( 400 ; 500 ) according to one of the preceding claims, with a step ( 420 ) of providing the sample solution ( 102 ) and / or the processing solution ( 104 ) in at least one input chamber ( 112 ; 212 . 216 ) or the sample solution ( 102 ) in an input chamber ( 212 ) and the processing solution ( 104 ) in a removable storage device ( 316 ). Verfahren (400) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, mit einem Schritt (430) des Filterns des Ausgangsgemischs (106), einem Schritt (450) des Durchführens einer Lyse eines Filterrückstands des gefilterten Ausgangsgemischs (106), um ein Lysat zu erzeugen, einem Schritt (460) des Bewirkens einer Adsorption nachzuweisender Moleküle und/oder Zellen in dem Lysat an eine Festphase unter optionaler Verwendung eines Bindepuffers und/oder einem Schritt (480) des Ausführens einer Desorption der Moleküle und/oder Zellen von der Festphase unter Verwendung eines Elutionspuffers, um ein Eluat zu erzeugen.Procedure ( 400 ) according to one of the preceding claims, with a step ( 430 ) filtering the starting mixture ( 106 ), a step ( 450 ) of lysing a filter residue of the filtered starting mixture ( 106 ) to generate a lysate, a step ( 460 ) of effecting adsorption of molecules to be detected and / or cells in the lysate to a solid phase, optionally using a binding buffer and / or a step ( 480 ) carrying out desorption of the molecules and / or cells from the solid phase using an elution buffer to produce an eluate. Verfahren (500) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einem Schritt (530) des Bewirkens einer Adsorption nachzuweisender Moleküle und/oder Zellen des Ausgangsgemischs (106) an eine Mehrzahl von Partikeln, einem Schritt (540) des Trennens einer Festphase mit den an den Partikeln adsorbierten Molekülen und/oder Zellen von einer Flüssigphase und einem Schritt (560) des Durchführens einer Lyse der adsorbierten Moleküle und/oder Zellen, um ein Lysat zu erzeugen.Procedure ( 500 ) according to one of claims 1 to 6, with a step ( 530 ) of effecting adsorption of molecules to be detected and / or cells of the starting mixture ( 106 ) to a plurality of particles, one step ( 540 ) of separating a solid phase with the molecules adsorbed on the particles and / or cells from a liquid phase and a step ( 560 ) of lysing the adsorbed molecules and / or cells to produce a lysate. Verfahren (400) gemäß Anspruch 7, bei dem im Schritt (450; 560) des Durchführens der Lyse eine enzymatische, eine chemische und/oder eine physikalische Lyse durchgeführt wird.Procedure ( 400 ) according to claim 7, wherein in step ( 450 ; 560 ) of lysing an enzymatic, a chemical and / or a physical lysis is performed. Verfahren (400) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem als Festphase ein Silikafilter oder silikabeschichtete und/oder magnetische Partikel verwendet werden. Procedure ( 400 ) according to one of claims 7 to 9, wherein the solid phase used is a silica filter or silica-coated and / or magnetic particles. Verfahren (400) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 10, mit einem Schritt (490) des Analysierens des Eluats oder des Lysats, wobei die nachzuweisenden Moleküle und/oder Zellen quantitativ und/oder qualitativ analysiert werden.Procedure ( 400 ) according to one of claims 7 to 10, with a step ( 490 ) analyzing the eluate or lysate, wherein the molecules and / or cells to be detected are analyzed quantitatively and / or qualitatively. Verfahren (400) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 11, mit einem Schritt (440) des Waschens eines Filterrückstands des gefilterten Ausgangsgemischs (106) unter Verwendung einer Waschlösung und/oder einem weiteren Schritt (470) des Waschens der adsorbierten Moleküle und/oder Zellen unter Verwendung einer Waschlösung oder mit einem Schritt (550) des Waschens der Festphase unter Verwendung einer Waschlösung.Procedure ( 400 ) according to one of claims 7 to 11, with a step ( 440 ) washing a filter residue of the filtered starting mixture ( 106 ) using a washing solution and / or a further step ( 470 ) washing the adsorbed molecules and / or cells using a washing solution or with a step ( 550 ) washing the solid phase using a washing solution. Mikrofluidische Vorrichtung (100) zum Verarbeiten einer Probe biologischen Materials, wobei die mikrofluidische Vorrichtung (100) zumindest folgendes Merkmal aufweist: eine Einrichtung (110) zum Vermischen einer Probenlösung (102), die ein Transportmedium und die Probe enthält, mit einer Prozessierungslösung (104), die eine chaotrope Verbindung enthält, um ein Ausgangsgemisch (106) zu erzeugen.Microfluidic device ( 100 ) for processing a sample of biological material, wherein the microfluidic device ( 100 ) has at least the following feature: a device ( 110 ) for mixing a sample solution ( 102 ), which contains a transport medium and the sample, with a processing solution ( 104 ) containing a chaotropic compound to form a starting mixture ( 106 ) to create. Mikrofluidische Vorrichtung (100) gemäß Anspruch 13, die als eine auswechselbare Kartusche ausgeführt ist.Microfluidic device ( 100 ) according to claim 13, which is designed as a replaceable cartridge. Verwendung einer Prozessierungslösung (104), die eine chaotrope Verbindung enthält, zum Vermischen mit einer Probenlösung (102), die ein Transportmedium und eine Probe biologischen Materials enthält, um ein Ausgangsgemisch (106) zu erzeugen, zum Verarbeiten der Probe. Use of a processing solution ( 104 ) containing a chaotropic compound for mixing with a sample solution ( 102 ) containing a transport medium and a sample of biological material to form a starting mixture ( 106 ) to process the sample.
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